JP2010258020A - Solar battery module and solar battery cell - Google Patents

Solar battery module and solar battery cell Download PDF

Info

Publication number
JP2010258020A
JP2010258020A JP2009102839A JP2009102839A JP2010258020A JP 2010258020 A JP2010258020 A JP 2010258020A JP 2009102839 A JP2009102839 A JP 2009102839A JP 2009102839 A JP2009102839 A JP 2009102839A JP 2010258020 A JP2010258020 A JP 2010258020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphor
light
solar cell
solar battery
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009102839A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Matsuura
浦 大 輔 松
Rita Takano
野 理 多 高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2009102839A priority Critical patent/JP2010258020A/en
Publication of JP2010258020A publication Critical patent/JP2010258020A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery module and a solar battery cell, which can improve power generation efficiency. <P>SOLUTION: The solar battery module includes a solar battery cell 2 for converting optical energy into electric energy, and a phosphor 6 which is excited by irradiated light, radiates light of a wavelength longer than that of the irradiated light and convertible into the electric energy by the solar battery cell 2, and contains one or more transition metal ions selected from a group of Mn<SP>4+</SP>, Fe<SP>3+</SP>, and Cr<SP>3+</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルに関する。   The present invention relates to a solar battery module and a solar battery cell.

近年、次世代のクリーンエネルギーシステムの一つとして太陽電池が注目されている。太陽電池は、無尽蔵に供給される太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができるとともに二酸化炭素を排出せずに発電できるという利点を有する。   In recent years, solar cells have attracted attention as one of the next generation clean energy systems. The solar cell has an advantage that it can directly convert the solar energy supplied inexhaustibly into electric energy and generate power without discharging carbon dioxide.

太陽電池としては、例えば結晶シリコンを用いた太陽電池が広く用いられている。このような結晶シリコン太陽電池においては、波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の分光感度が極めて低いため、主に分光感度が高い波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の光を電気エネルギーに変換して、発電している。   As solar cells, for example, solar cells using crystalline silicon are widely used. In such a crystalline silicon solar cell, since the spectral sensitivity at a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm is extremely low, light having a wavelength of 500 nm or more and 1100 nm or less, which has a high spectral sensitivity, is mainly converted into electric energy to generate electricity.

一方、このような分光感度の低い波長領域の光に着目して、希土類元素で賦活された蛍光体を用いて、発電効率を高める技術が開発されている（例えば、特許文献１〜５参照）。具体的には、この技術は希土類元素で賦活された蛍光体を用いて波長２００ｎｍ以上の光を吸収して、励起させて波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の光を放射させることにより、発電効率の向上を図るものである。   On the other hand, a technique for improving power generation efficiency using a phosphor activated with a rare earth element has been developed by paying attention to light in a wavelength region having a low spectral sensitivity (see, for example, Patent Documents 1 to 5). . Specifically, this technology absorbs light with a wavelength of 200 nm or more using a phosphor activated with a rare earth element and excites it to emit light with a wavelength of 500 nm or more and less than 600 nm, thereby improving power generation efficiency. It is intended.

しかしながら、このような希土類元素で賦活された蛍光体を用いた場合であっても、有効に発電効率を向上させることができず、更なる発電効率の向上が求められている。   However, even when such a phosphor activated with a rare earth element is used, the power generation efficiency cannot be improved effectively, and further improvement in power generation efficiency is required.

特表昭６２−５０１３２０号公報JP-T 62-501320 特開昭６３−２００５７６号公報JP 63-200576 A 特開平７−２０２２４３号公報JP-A-7-202243 特開２００３−２１８３７９号公報JP 2003-218379 A 特開２００６−３０３０３３号公報JP 2006-303033 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、発電効率を向上させることができる太陽電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems. That is, it aims at providing the solar cell which can improve electric power generation efficiency.

本発明の一の態様によれば、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルと、照射された光によって励起し、前記照射された光より長い波長の光であって前記太陽電池セルが電気エネルギーに変換可能な波長の光を放射する、Ｍｎ４＋、Ｆｅ３＋およびＣｒ３＋からなる群から選択される１以上の遷移金属イオンを含む蛍光体とを具備することを特徴とする太陽電池モジュールが提供される。この構成によれば、蛍光体が太陽電池セルの発電にほぼ寄与しない波長領域の光により励起して、太陽電池セルの発電に寄与する波長領域の光を放射するので、発電効率を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention, a solar cell that converts light energy into electrical energy, and light that is excited by the irradiated light and has a longer wavelength than the irradiated light, the solar cell being And a phosphor containing at least one transition metal ion selected from the group consisting of Mn 4+ , Fe 3+ and Cr 3+ that emits light having a wavelength that can be converted into energy. Provided. According to this configuration, the phosphor is excited by light in a wavelength region that does not substantially contribute to the power generation of the solar battery cell, and emits light in a wavelength region that contributes to the power generation of the solar battery cell, thereby improving the power generation efficiency. Can do.

本発明の他の態様によれば、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セル本体と、照射された光によって励起し、前記照射された光より長い波長の光であって前記太陽電池セル本体が電気エネルギーに変換可能な波長の光を放射する、Ｍｎ４＋、Ｆｅ３＋およびＣｒ３＋からなる群から選択される１以上の遷移金属イオンを含む蛍光体とを具備することを特徴とする太陽電池セルが提供される。この構成によれば、蛍光体が太陽電池セル本体の発電にほぼ寄与しない波長領域の光により励起して、太陽電池セル本体の発電に寄与する波長領域の光を放射するので、発電効率を向上させることができる。 According to another aspect of the present invention, a solar cell body that converts light energy into electrical energy, and light that has a wavelength longer than that of the irradiated light that is excited by the irradiated light and that is longer than the irradiated light. And a phosphor containing at least one transition metal ion selected from the group consisting of Mn 4+ , Fe 3+ and Cr 3+ , which emits light having a wavelength that can be converted into electrical energy. A cell is provided. According to this configuration, the phosphor is excited by light in a wavelength region that does not substantially contribute to power generation of the solar cell body, and emits light in a wavelength region that contributes to power generation of the solar cell body, thereby improving power generation efficiency. Can be made.

上記蛍光体が波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下に発光ピークを有することが好ましい。この構成によれば、波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の光は太陽電池セルの発電に最も寄与する光であるので、発電効率をより向上させることができる。   The phosphor preferably has an emission peak at a wavelength of 600 nm to 900 nm. According to this configuration, light with a wavelength of 600 nm or more and 900 nm or less is light that contributes most to the power generation of the solar battery cell, so that the power generation efficiency can be further improved.

上記蛍光体が波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光で励起することが好ましい。この構成によれば、波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光は太陽電池セルの発電にほぼ寄与しない光であるので、この光を有効利用することにより、発電効率をより向上させることができる。   It is preferable that the phosphor is excited by light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm. According to this configuration, light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm is light that does not substantially contribute to the power generation of the solar battery cell. Therefore, the power generation efficiency can be further improved by effectively using this light.

上記太陽電池セルまたは上記太陽電池セル本体が結晶シリコンを備えていることが好ましい。上記構成は、結晶シリコンを備えた太陽電池セルまたは太陽電池セル本体において、特に有効である。   It is preferable that the solar cell or the solar cell body includes crystalline silicon. The above configuration is particularly effective in a solar battery cell or a solar battery body provided with crystalline silicon.

上記太陽電池モジュールにおいては、第１および第２の保護部材と、前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間に配置され、かつ前記太陽電池セルを封止する封止材とをさらに備え、前記蛍光体が、前記第１の保護部材の表面上、前記第２の保護部材の表面上、前記第１の保護部材内、前記第２の保護部材内、および前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間の箇所の少なくともいずれかに設けられていることが好ましい。この構成によれば、実用的であり、かつ上記したような効果を得ることができる。   In the solar cell module, a first and a second protective member, a sealing material that is disposed between the first protective member and the second protective member, and seals the solar cell, The phosphor is further provided on the surface of the first protective member, on the surface of the second protective member, in the first protective member, in the second protective member, and in the first It is preferable to be provided in at least one of the places between the protective member and the second protective member. According to this configuration, it is practical and the effects as described above can be obtained.

本発明の一の態様による太陽電池モジュールおよび他の態様による太陽電池セルによれば、発電効率を向上させることができる。   According to the solar battery module according to one aspect of the present invention and the solar battery cell according to another aspect, the power generation efficiency can be improved.

第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the solar cell module which concerns on 1st Embodiment. 結晶シリコンのスペクトル感度特性を示したグラフである。It is the graph which showed the spectral sensitivity characteristic of crystalline silicon. ３ＭｇＯ・ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルを表わしたグラフである。It is a graph showing the excitation spectrum and emission spectrum of 3MgO.MgF 2 .GeO 2 : Mn 4+ phosphor. ＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ３＋蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルを表わしたグラフである。LiAlO 2: is a graph showing the excitation and emission spectra of Fe 3+ phosphor. Ａｌ２Ｏ３：Ｃｒ３＋蛍光体の発光スペクトルを表わしたグラフである。Al 2 O 3: is a graph showing the emission spectrum of the Cr 3+ phosphor. 第１の実施の形態に係る他の太陽電池モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other solar cell module which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る他の太陽電池モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other solar cell module which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る他の太陽電池モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other solar cell module which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係る太陽電池セルの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the photovoltaic cell which concerns on 2nd Embodiment.

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態に係る太陽電池モジュールの概略構成図である。図１に示されるように、本実施の形態における太陽電池モジュール１は、主に、太陽電池セル２、封止材３、第１の保護部材４、第２の保護部材５、および蛍光体６等から構成されている。 (First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a solar cell module according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the solar cell module 1 in the present embodiment mainly includes a solar cell 2, a sealing material 3, a first protection member 4, a second protection member 5, and a phosphor 6. Etc.

太陽電池セル２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。太陽電池セル２としては、例えば単結晶シリコンおよび多結晶シリコン等の結晶シリコンを備えた結晶シリコン太陽電池セル、薄膜太陽電池セル、あるいは化合物太陽電池セルが挙げられる。結晶シリコンの形状としては、例えば、板状、球状等が挙げられる。なお、本実施の形態では、太陽電池セル２として、結晶シリコン太陽電池セルを使用した例について説明する。   The solar battery cell 2 converts light energy into electric energy. Examples of the solar battery cell 2 include a crystalline silicon solar battery cell, a thin film solar battery cell, and a compound solar battery cell provided with crystalline silicon such as single crystal silicon and polycrystalline silicon. Examples of the shape of crystalline silicon include a plate shape and a spherical shape. In the present embodiment, an example in which a crystalline silicon solar battery cell is used as the solar battery cell 2 will be described.

太陽電池セル２は太陽電池モジュール１内に少なくとも１つ以上あればよく、太陽電池セル２が太陽電池モジュール１内に複数存在している場合には、太陽電池セル２同士は電気的に直列に接続されている。   It is sufficient that at least one solar battery cell 2 exists in the solar battery module 1, and when a plurality of solar battery cells 2 exist in the solar battery module 1, the solar battery cells 2 are electrically connected in series. It is connected.

封止材３は、太陽電池セル２を封止している。封止材３の構成材料としては、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、アイオノマー樹脂、シラン変性樹脂、エチレンアクリル酸共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。   The sealing material 3 seals the solar battery cell 2. As the constituent material of the sealing material 3, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral (PVB), silicone resin, urethane resin, acrylic resin, fluorine resin, ionomer resin, silane-modified resin, ethylene acrylic acid copolymer Examples thereof include a polymer, an ethylene methacrylic acid copolymer, a polyethylene resin, a polypropylene resin, and an epoxy resin.

封止材３は、第１の保護部材４および第２の保護部材５の間に配置されている。第１の保護部材４および第２の保護部材５の構成材料としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ポリエチレン等が挙げられる。   The sealing material 3 is disposed between the first protective member 4 and the second protective member 5. Examples of the constituent material of the first protective member 4 and the second protective member 5 include glass, polycarbonate, acrylic resin, polyester, polyolefin, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and fluorinated polyethylene.

第１の保護部材４および第２の保護部材５は、板状、シート状、フィルム状等のいずれであってもよく、また、第１の保護部材４および第２の保護部材５は、単層構造、２層以上の多層構造のいずれであってもよい。本実施の形態では、第１の保護部材４はガラス板からなる保護板であり、第２の保護部材５は樹脂フィルムからなるバックフィルムである。この場合、第１の保護部材１側から太陽電池モジュール１に光が入射する。なお、第１の保護部材４および第２の保護部材５をガラス板からなる保護板とし、第１の保護部材４および第２の保護部材５の両面側から太陽電池モジュール１に光を入射させることも可能である。   The first protective member 4 and the second protective member 5 may be any of a plate shape, a sheet shape, a film shape, and the like, and the first protective member 4 and the second protective member 5 are simply Either a layer structure or a multilayer structure of two or more layers may be used. In the present embodiment, the first protective member 4 is a protective plate made of a glass plate, and the second protective member 5 is a back film made of a resin film. In this case, light enters the solar cell module 1 from the first protective member 1 side. In addition, let the 1st protection member 4 and the 2nd protection member 5 be a protection plate which consists of glass plates, and make light inject into the solar cell module 1 from the both surfaces side of the 1st protection member 4 and the 2nd protection member 5. It is also possible.

封止材３、第１の保護部材４、および第２の保護部材５は太陽電池セル２に入射する光を阻害しないため、透明であることが好ましい。   Since the sealing material 3, the first protection member 4, and the second protection member 5 do not hinder light incident on the solar battery cell 2, it is preferable that the sealing material 3, the first protection member 4, and the second protection member 5 be transparent.

蛍光体６は、照射された光によって励起し、照射された光より長い波長の光であって太陽電池セル２が電気エネルギーに変換可能な波長の光を放射するものである。ここで、「太陽電池セルが電気エネルギーに変換可能な波長の光」とは、用いられる太陽電池セル２の種類によっても異なるが、例えば結晶シリコン太陽電池セルの場合には波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の光のことを意味するものとする。   The phosphor 6 is excited by the irradiated light, and emits light having a wavelength longer than that of the irradiated light, which can be converted into electric energy by the solar battery cell 2. Here, “light having a wavelength that can be converted into electric energy by the solar battery cell” varies depending on the type of the solar battery cell 2 used. For example, in the case of a crystalline silicon solar battery cell, the wavelength is from 500 nm to 1100 nm. It means light.

蛍光体６は、４価のマンガンイオン（Ｍｎ４＋）、３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）および３価のクロムイオン（Ｃｒ３＋）からなる群から選択される１以上の遷移金属イオンを含むものから構成されている。 Phosphor 6 includes one or more transition metal ions selected from the group consisting of tetravalent manganese ions (Mn 4+ ), trivalent iron ions (Fe 3+ ), and trivalent chromium ions (Cr 3+ ). It is composed of

蛍光体６は、波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光で励起するものが好ましい。この範囲が好ましいとしたのは、図２は結晶シリコンのスペクトル感度特性を示したグラフであるが、図２に示されるように結晶シリコン太陽電池においては波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光の分光感度が極めて低く、この波長領域の光は太陽電池の発電にほぼ寄与していないからである。さらに、蛍光体６は、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光で励起するものが特に好ましい。この範囲が特に好ましいとしたのは、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の太陽光スペクトルのエネルギーは波長２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の太陽光スペクトルのエネルギーよりも高いので、より高い発光強度を得ることができるからである。   The phosphor 6 is preferably excited by light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm. FIG. 2 is a graph showing the spectral sensitivity characteristics of crystalline silicon, and this range is preferred. As shown in FIG. 2, the crystalline silicon solar cell has a spectral sensitivity of light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm. This is because the light in this wavelength region hardly contributes to the power generation of the solar cell. Further, the phosphor 6 is particularly preferably excited with light having a wavelength of 400 nm or more and less than 500 nm. This range is particularly preferable because the energy of the solar spectrum with a wavelength of 400 nm or more and less than 500 nm is higher than the energy of the solar spectrum with a wavelength of 200 nm or more and less than 400 nm, so that a higher emission intensity can be obtained. .

蛍光体６は、波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下に発光ピークを有するものが好ましく、波長７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下に発光ピークを有するものが特に好ましい。ここで、本発明における「発光ピーク」とは、発光ピークが複数存在する場合には、最大の発光ピークを意味するものとする。上記範囲が好ましいとしたのは、図２に示されるように結晶シリコンは波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下、特に波長７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下で高い分光感度を示すからである。   The phosphor 6 preferably has an emission peak at a wavelength of 600 nm to 900 nm, and particularly preferably has an emission peak at a wavelength of 700 nm to 800 nm. Here, the “luminescence peak” in the present invention means the maximum emission peak when there are a plurality of emission peaks. The reason why the above range is preferable is that, as shown in FIG. 2, crystalline silicon exhibits high spectral sensitivity at a wavelength of 600 nm to 900 nm, particularly at a wavelength of 700 nm to 800 nm.

Ｍｎ４＋を含む蛍光体としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３：Ｍｎ４＋、Ｍｇ２ＴｉＯ４：Ｍｎ４＋、ＬｉＡｌ５Ｏ８：Ｍｎ４＋、ＭｇＯ：Ｍｎ４＋、ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋、３ＭｇＯ・ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋、ＭｇＡｓ２Ｏ１１：Ｍｎ４＋等が挙げられる。例えば、３ＭｇＯ・ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋蛍光体は、図３に示されるように波長３２０ｎｍ付近の光で励起し、かつ波長６５０ｎｍ付近に発光ピークを有する。 Examples of phosphors containing Mn 4+ include Al 2 O 3 : Mn 4+ , Mg 2 TiO 4 : Mn 4+ , LiAl 5 O 8 : Mn 4+ , MgO: Mn 4+ , MgF 2 · GeO 2 : Mn 4+ , 3MgO · MgF 2 · GeO 2: Mn 4+, MgAs 2 O 11: Mn 4+ and the like. For example, a 3MgO · MgF 2 · GeO 2 : Mn 4+ phosphor is excited with light having a wavelength of about 320 nm and has an emission peak at a wavelength of about 650 nm as shown in FIG.

Ｆｅ３＋を含む蛍光体としては、例えば、ＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ３＋、ＬｉＡｌ５Ｏ８：Ｆｅ３＋、Ｃａ（ＰＯ３）２：Ｆｅ３＋、ＡｌＦ３：Ｆｅ３＋等が挙げられる。例えば、ＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ３＋蛍光体は、図４に示されるように波長２４０ｎｍ付近の光で励起し、かつ波長７４０ｎｍ付近に発光ピークを有する。 Examples of the phosphor containing Fe 3+ include LiAlO 2 : Fe 3+ , LiAl 5 O 8 : Fe 3+ , Ca (PO 3 ) 2 : Fe 3+ , and AlF 3 : Fe 3+ . For example, a LiAlO 2 : Fe 3+ phosphor is excited by light having a wavelength of around 240 nm and has an emission peak around a wavelength of 740 nm as shown in FIG.

Ｃｒ３＋を含む蛍光体としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３：Ｃｒ３＋、Ｂｅ３Ａｌ２Ｓｉ６Ｏ１８：Ｃｒ３＋、ＭｇＡｌ２Ｏ４：Ｃｒ３＋、ＭｇＯ：Ｃｒ３＋、ＬｉＡｌ５Ｏ８：Ｃｒ３＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｒ３＋、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒ３＋、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒ３＋等が挙げられる。例えば、Ａｌ２Ｏ３：Ｃｒ３＋蛍光体は、図５に示されるように波長６９０ｎｍ付近に発光ピークを有する。 Examples of the phosphor containing Cr 3+ include Al 2 O 3 : Cr 3+ , Be 3 Al 2 Si 6 O 18 : Cr 3+ , MgAl 2 O 4 : Cr 3+ , MgO: Cr 3+ , LiAl 5 O 8 : Cr 3+, Y 3 Al 5 O 12 : Cr 3+, Gd 3 Ga 5 O 12: Cr 3+, Y 3 Ga 5 O 12: Cr 3+ and the like. For example, Al 2 O 3 : Cr 3+ phosphor has an emission peak in the vicinity of a wavelength of 690 nm as shown in FIG.

蛍光体６の中でも、Ｆｅ３＋を含む蛍光体は、波長７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下に発光ピークを有するので、Ｆｅ３＋を含む蛍光体が特に好ましい。 Among the phosphors 6, a phosphor containing Fe 3+ has a light emission peak at a wavelength of 700 nm or more and 800 nm or less, and therefore a phosphor containing Fe 3+ is particularly preferable.

図１においては、蛍光体６が第１の保護部材４に含有されている例について図示されているが、蛍光体６は、あらゆる方向に光を放射するので、蛍光体６が第１の保護部材４の表面上、第２の保護部材５の表面上、第１の保護部材４内、第２の保護部材５内、および第１の保護部材４と第２の保護部材５との間の箇所の少なくともいずれかに設けられていれば、特に蛍光体６の位置は限定されない。ただし、蛍光体６は太陽電池セル２より受光面側にあることが好ましい。   In FIG. 1, an example in which the phosphor 6 is contained in the first protective member 4 is illustrated. However, since the phosphor 6 emits light in all directions, the phosphor 6 is the first protection member. On the surface of the member 4, on the surface of the second protective member 5, in the first protective member 4, in the second protective member 5, and between the first protective member 4 and the second protective member 5 The position of the phosphor 6 is not particularly limited as long as it is provided in at least one of the places. However, the phosphor 6 is preferably located on the light receiving surface side from the solar battery cell 2.

蛍光体６を第１の保護部材４の表面上、または第２の保護部材５の表面上に配置する場合において、第１の保護部材４および第２の保護部材５の「表面」とは、第１の保護部材４および第２の保護部材５における封止材３側の面とは反対側の面を意味するものとする。   In the case where the phosphor 6 is disposed on the surface of the first protective member 4 or the surface of the second protective member 5, the “surface” of the first protective member 4 and the second protective member 5 is The surface on the opposite side to the surface at the side of the sealing material 3 in the 1st protection member 4 and the 2nd protection member 5 shall be meant.

蛍光体６は、第１の保護部材４に含有されている他、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるように第１の保護部材４の少なくともいずれかの片面または両面に蛍光体層として設けられていてもよい。なお、図示しないが、同様に第２の保護部材５の少なくともいずれかの片面または両面に蛍光体層として設けられていてもよい。   In addition to being contained in the first protective member 4, the phosphor 6 is fluorescent on at least one side or both sides of the first protective member 4 as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). It may be provided as a body layer. Although not shown, the phosphor layer may be provided on at least one side or both sides of the second protective member 5 in the same manner.

また、図７に示されるように蛍光体６は、封止材３に含有されていてもよい。さらに、図８に示されるように封止材３が第１の封止材３ａと第２の封止材３ｂとから構成されており、第１の封止材３ａと第２の封止材３ｂとの間に蛍光体６が蛍光体層として設けられていてもよい。なお、これらを組み合わせることも可能であることは言うまでもない。   Further, as shown in FIG. 7, the phosphor 6 may be contained in the sealing material 3. Further, as shown in FIG. 8, the sealing material 3 is composed of a first sealing material 3a and a second sealing material 3b, and the first sealing material 3a and the second sealing material. The fluorescent substance 6 may be provided as a fluorescent substance layer between 3b. Needless to say, these can be combined.

本実施の形態によれば、Ｍｎ４＋、Ｆｅ３＋およびＣｒ３＋からなる群から選択される１以上の遷移金属イオンを含む蛍光体６を用いているので、太陽電池セル２の発電にほぼ寄与しない波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光により励起させ、太陽電池セル２の発電に最も寄与する波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下に発光ピークを有する光を放射させることができる。これにより、太陽電池セル２により変換される電気エネルギーを増大させることができ、発電効率を向上させることができる。 According to the present embodiment, since the phosphor 6 containing one or more transition metal ions selected from the group consisting of Mn 4+ , Fe 3+ and Cr 3+ is used, it hardly contributes to the power generation of the solar battery cell 2. Excitation is performed with light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm, and light having an emission peak at a wavelength of 600 nm or more and 900 nm or less that contributes most to power generation of the solar battery cell 2 can be emitted. Thereby, the electrical energy converted by the photovoltaic cell 2 can be increased, and the power generation efficiency can be improved.

一般に太陽電池モジュールの温度が上昇すると、発電効率が低下することが知られている。ここで、太陽電池セルが波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光を吸収し、太陽電池モジュールの温度が上昇することも考えられる。これに対し、太陽電池モジュール１によれば、蛍光体６が波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光により励起して、発光し、そして蛍光体６から発せられた光が太陽電池セル２により電気エネルギーに変換されるので、太陽電池セル２による波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光の吸収を抑制することができる。これにより、太陽電池モジュール１の温度上昇を抑制することができ、発電効率の低下を抑制することができる。   In general, it is known that the power generation efficiency decreases as the temperature of the solar cell module increases. Here, it is also conceivable that the solar cell absorbs light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm, and the temperature of the solar cell module rises. On the other hand, according to the solar cell module 1, the phosphor 6 is excited by light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm to emit light, and the light emitted from the phosphor 6 is converted into electric energy by the solar cell 2. Therefore, absorption of light with a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm by the solar battery cell 2 can be suppressed. Thereby, the temperature rise of the solar cell module 1 can be suppressed, and the fall of power generation efficiency can be suppressed.

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と重複する内容については説明を省略するものとする。図９は第２の実施の形態に係る太陽電池セルの概略構成図である。 (Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. Note that a description of the same contents as those in the first embodiment is omitted. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a solar battery cell according to the second embodiment.

図９に示されるように太陽電池セル１０は、太陽電池セル本体１１と、太陽電池セル本体の受光面上に形成された蛍光体１２を備えている。太陽電池セル本体１１としては、例えば単結晶シリコンおよび多結晶シリコン等の結晶シリコンを備えた結晶シリコン太陽電池セル本体、薄膜太陽電池セル本体、あるいは化合物太陽電池セル本体が挙げられる。蛍光体１２は、蛍光体６と同じものであるので、具体的な説明は省略する。   As shown in FIG. 9, the solar battery cell 10 includes a solar battery cell body 11 and a phosphor 12 formed on the light receiving surface of the solar battery cell body. Examples of the solar cell body 11 include a crystalline silicon solar cell body, a thin-film solar cell body, or a compound solar cell body provided with crystalline silicon such as single crystal silicon and polycrystalline silicon. Since the phosphor 12 is the same as the phosphor 6, a specific description thereof will be omitted.

本実施の形態においても、蛍光体１２を使用しているので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment, since the phosphor 12 is used, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and the structure, material, arrangement of each member, and the like can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

以下、実施例および比較例を用いて本発明を具体的に説明する。本実施例においては、実施例として太陽電池セルの受光面上に上記実施の形態で説明した蛍光体を含む層を形成した試料を作製するとともに、比較例として太陽電池セルの受光面上に蛍光体を含まない層を形成した試料を作製し、発電効率の比較を行った。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In this example, a sample in which the layer containing the phosphor described in the above embodiment was formed on the light receiving surface of the solar battery cell as an example was prepared, and fluorescence was formed on the light receiving surface of the solar battery cell as a comparative example. A sample in which a layer not containing a body was formed was prepared, and the power generation efficiency was compared.

試料
（実施例１）
エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）に、３ＭｇＯ・ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋蛍光体を１０重量％加え、Ｍｎ４＋含有蛍光体を含むＥＶＡを作製した。そして、発電効率が１５％の結晶シリコン太陽電池セルの受光面に、Ｍｎ４＋含有蛍光体を含むＥＶＡを１００μｍ塗布して、試料を得た。 Sample (Example 1)
10% by weight of 3MgO.MgF 2 .GeO 2 : Mn 4+ phosphor was added to an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) to prepare EVA containing the Mn 4+ containing phosphor. And 100 micrometer of EVA containing Mn4 + containing fluorescent substance was apply | coated to the light-receiving surface of the crystalline silicon solar cell with 15% of power generation efficiency, and the sample was obtained.

(実施例２)
蛍光体としてＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ３＋を用い、かつＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ３＋蛍光体の含有量を１重量％とした以外は、実施例１と同様の手法により試料を作製した。 (Example 2)
A sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that LiAlO 2 : Fe 3+ was used as the phosphor and the content of the LiAlO 2 : Fe 3+ phosphor was 1% by weight.

(実施例３)
蛍光体としてＡｌ２Ｏ３：Ｃｒ３＋を用い、かつＡｌ２Ｏ３：Ｃｒ３＋蛍光体の含有量を１重量％とした以外は、実施例１と同様の手法により試料を作製した。 Example 3
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that Al 2 O 3 : Cr 3+ was used as the phosphor and the content of Al 2 O 3 : Cr 3+ phosphor was 1 wt%.

（比較例）
結晶シリコン太陽電池セルの受光面に、蛍光体を含まないＥＶＡを１００μｍ塗布して、試料を得た。 (Comparative example)
100 μm of EVA not containing phosphor was applied to the light-receiving surface of the crystalline silicon solar battery cell to obtain a sample.

発電効率
このようにして得られた実施例１〜３および比較例の試料を用いて発電効率の比較を行ったところ、実施例１〜３の試料はいずれも比較例の試料に対して発電効率が１％向上していた。この結果から、Ｍｎ４＋を含む蛍光体、Ｆｅ３＋を含む蛍光体、Ｃｒ３＋を含む蛍光体を用いることにより、太陽電池の発電効率を高めることができることが確認された。 Power Generation Efficiency When the power generation efficiency was compared using the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Example thus obtained, all of the samples of Examples 1 to 3 were compared with the sample of the Comparative Example. Improved by 1%. From this result, it was confirmed that the power generation efficiency of the solar cell can be increased by using a phosphor containing Mn 4+ , a phosphor containing Fe 3+, and a phosphor containing Cr 3+ .

１…太陽電池モジュール、２…太陽電池セル、３…封止材、４…第１の保護部材、５…第２の保護部材、６…蛍光体、１０…太陽電池セル、１１…セル本体、１２…蛍光体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell module, 2 ... Solar cell, 3 ... Sealing material, 4 ... 1st protective member, 5 ... 2nd protective member, 6 ... Phosphor, 10 ... Solar cell, 11 ... Cell main body, 12 ... phosphor.

Claims (9)

光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セルと、
照射された光によって励起し、前記照射された光より長い波長の光であって前記太陽電池セルが電気エネルギーに変換可能な波長の光を放射する、Ｍｎ４＋、Ｆｅ３＋およびＣｒ３＋からなる群から選択される１以上の遷移金属イオンを含む蛍光体と
を具備することを特徴とする太陽電池モジュール。 Solar cells that convert light energy into electrical energy;
A group consisting of Mn 4+ , Fe 3+ and Cr 3+ which is excited by the irradiated light and emits light having a wavelength longer than that of the irradiated light and capable of being converted into electric energy by the solar battery cell. And a phosphor containing one or more transition metal ions selected from the above. 前記蛍光体が波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下に発光ピークを有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1, wherein the phosphor has an emission peak at a wavelength of 600 nm to 900 nm. 前記蛍光体が波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光で励起する、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to claim 1 or 2, wherein the phosphor is excited by light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm. 前記太陽電池セルが結晶シリコンを備えている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the solar cell includes crystalline silicon. 第１および第２の保護部材と、前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間に配置され、かつ前記太陽電池セルを封止する封止材とをさらに備え、
前記蛍光体が、前記第１の保護部材の表面上、前記第２の保護部材の表面上、前記第１の保護部材内、前記第２の保護部材内、および前記第１の保護部材と前記第２の保護部材との間の箇所の少なくともいずれかに設けられている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 A first and second protective member; and a sealing material that is disposed between the first protective member and the second protective member and seals the solar battery cell;
The phosphor is on the surface of the first protection member, on the surface of the second protection member, in the first protection member, in the second protection member, and the first protection member and the The solar cell module of any one of Claim 1 thru | or 4 provided in at least any one of the places between 2nd protection members. 光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池セル本体と、
照射された光によって励起し、前記照射された光より長い波長の光であって前記太陽電池セル本体が電気エネルギーに変換可能な波長の光を放射する、Ｍｎ４＋、Ｆｅ３＋およびＣｒ３＋からなる群から選択される１以上の遷移金属イオンを含む蛍光体と
を具備することを特徴とする太陽電池セル。 A solar cell body that converts light energy into electrical energy;
It consists of Mn 4+ , Fe 3+ and Cr 3+ which are excited by the irradiated light and emit light having a wavelength longer than that of the irradiated light and which can be converted into electric energy by the solar cell body. And a phosphor containing one or more transition metal ions selected from the group. 前記蛍光体が波長６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下に発光ピークを有する、請求項６に記載の太陽電池セル。   The solar cell according to claim 6, wherein the phosphor has an emission peak at a wavelength of 600 nm to 900 nm. 前記蛍光体が波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の光で励起する、請求項６または７に記載の太陽電池セル。   The solar cell according to claim 6 or 7, wherein the phosphor is excited by light having a wavelength of 200 nm or more and less than 500 nm. 前記太陽電池セル本体が結晶シリコンを備えている、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の太陽電池セル。   The solar cell according to any one of claims 6 to 8, wherein the solar cell body includes crystalline silicon.
JP2009102839A 2009-04-21 2009-04-21 Solar battery module and solar battery cell Pending JP2010258020A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009102839A JP2010258020A (en) 2009-04-21 2009-04-21 Solar battery module and solar battery cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009102839A JP2010258020A (en) 2009-04-21 2009-04-21 Solar battery module and solar battery cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010258020A true JP2010258020A (en) 2010-11-11

Family

ID=43318641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009102839A Pending JP2010258020A (en) 2009-04-21 2009-04-21 Solar battery module and solar battery cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010258020A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011102466A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-25 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 Sealing agent for solar cell and solar cell using same
JP2012109414A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Toppan Printing Co Ltd Solar cell module
CN103155174A (en) * 2010-08-07 2013-06-12 伊诺瓦动力有限公司 Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
US10024840B2 (en) 2007-05-29 2018-07-17 Tpk Holding Co., Ltd. Surfaces having particles and related methods
US10105875B2 (en) 2008-08-21 2018-10-23 Cam Holding Corporation Enhanced surfaces, coatings, and related methods
JP2020074429A (en) * 2013-03-21 2020-05-14 ボード オブ トラスティーズ オブ ミシガン ステート ユニバーシティ Transparent energy capture device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05315635A (en) * 1992-05-08 1993-11-26 Asahi Chem Ind Co Ltd Solar cell
JPH07202243A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Bridgestone Corp Solar cell module
JP2007262154A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Toyoda Gosei Co Ltd Ferrous metal alkaline earth metal silicate mixture crystal phosphor and light emitting device using the same
JP2008069334A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Jiaotong Univ HIGHLY SATURATED RED LIGHT EMITTING Mn(IV)-ACTIVATED FLUORESCENT AND ITS MANUFACTURING PROCESS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05315635A (en) * 1992-05-08 1993-11-26 Asahi Chem Ind Co Ltd Solar cell
JPH07202243A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Bridgestone Corp Solar cell module
JP2007262154A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Toyoda Gosei Co Ltd Ferrous metal alkaline earth metal silicate mixture crystal phosphor and light emitting device using the same
JP2008069334A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Jiaotong Univ HIGHLY SATURATED RED LIGHT EMITTING Mn(IV)-ACTIVATED FLUORESCENT AND ITS MANUFACTURING PROCESS

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10024840B2 (en) 2007-05-29 2018-07-17 Tpk Holding Co., Ltd. Surfaces having particles and related methods
US10105875B2 (en) 2008-08-21 2018-10-23 Cam Holding Corporation Enhanced surfaces, coatings, and related methods
WO2011102466A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-25 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 Sealing agent for solar cell and solar cell using same
JP2011171512A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Sony Chemical & Information Device Corp Sealant for solar cell, and solar cell using the same
CN103155174A (en) * 2010-08-07 2013-06-12 伊诺瓦动力有限公司 Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
JP2013535843A (en) * 2010-08-07 2013-09-12 イノバ ダイナミックス， インコーポレイテッド Device component having surface embedded additive and related manufacturing method
US9185798B2 (en) 2010-08-07 2015-11-10 Innova Dynamics, Inc. Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
US9713254B2 (en) 2010-08-07 2017-07-18 Tpk Holding Co., Ltd Device components with surface-embedded additives and related manufacturing methods
JP2012109414A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Toppan Printing Co Ltd Solar cell module
JP2020074429A (en) * 2013-03-21 2020-05-14 ボード オブ トラスティーズ オブ ミシガン ステート ユニバーシティ Transparent energy capture device
US11688818B2 (en) 2013-03-21 2023-06-27 Board Of Trustees Of Michigan State University Transparent energy-harvesting devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10522703B2 (en) Efficiency enhancement of solar cells using light management
JP5361387B2 (en) Fluorescent resin composition and solar cell module using the same
US9306090B2 (en) Composite particle, composite particle dispersion, and photovoltaic device,
JP2010258020A (en) Solar battery module and solar battery cell
US8664521B2 (en) High efficiency solar cell using phosphors
JP5292515B2 (en) Solar cell unit
JP5476290B2 (en) Solar cell module
US20120247536A1 (en) Solar cell module
JP2010537417A (en) Solar cell structure
JP2007027271A (en) Solar power generation module
US20100012177A1 (en) PHOTON-CONVERSION MATERIALS (PCMs) IN POLYMER SOLAR CELLS-ENHANCEMENT EFFICIENCY AND PREVENTION OF DEGRADATION
JP2011181814A (en) Sealing material sheet having wavelength conversion material and solar cell using the same
JPS63200576A (en) Solar cell
JP2003243682A (en) Solar cell
TW201139615A (en) Closure material sheet containing wavelength conversion material and solar cell using the same
JP2003218367A (en) Solar battery unit
US20180026150A1 (en) Wavelength conversion member and photovoltaic device using same
JP2013004806A (en) Solar cell module
JP2011171512A (en) Sealant for solar cell, and solar cell using the same
KR20090006668A (en) Solar cell structure having transparent phosphor layers of long persistence and photoluminescence in front
JP6038024B2 (en) Solar cell
JP6358548B2 (en) Solar cell module
WO2024090127A1 (en) Photoelectric conversion device and flying object
JP2011216238A (en) Self-light-emitting road rivet
JP2017061610A (en) Wavelength conversion material, wavelength conversion sheet and solar cell module prepared therewith

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130415

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130507