JP2010528483A - 太陽光発電パネルのためのテクスチャ付き基板を得る方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、太陽光発電装置の外側被覆体を得る方法であって、前記被覆体が、好ましくは均一な距離ｄだけ間隔を置いて設けられている少なくとも１列の平行なスロットの形態を成すテクスチャを有するガラス基板を含み、この方法は、前記テクスチャのプリントのために、ガラス基板上の２つのスロット列の間の距離とは異なる間隔を有する突起を含むテクスチャ手段を使用することを含むことを特徴とする。本発明はさらに、上記方法に従って得ることができる基板、又は基板を含む太陽光発電モジュールに関する。
Description
本発明は、太陽光発電モジュールを含むか又は太陽光発電モジュールによって構成される、工業用途又は家庭用途のために太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する装置の分野に関する。より具体的には、本発明は、前記変換を可能にする太陽電池に向かって入射光を集め案内することを可能にするテクスチャ付き基板の形態を成す、集光器を組み込んだ太陽光発電装置又はモジュールの分野に関する。
太陽エネルギーは今日、特定の事例において化石エネルギーの代わりとなることができるクリーンなエネルギー源と考えられている。工業部門及び家庭部門における太陽光発電エネルギー市場は、従って数年間にわたって大きな成長率を示している。２００６年には、モジュールの世界的生産量は約２．１ＧＷ（ギガワット）であり、この値は、約１５５０万ｍ2のモジュール（標準的な結晶シリコンモジュールに対して）と同等である。２００７年の推定成長率は、２００６年の２３％、２００５年の４１％の後、２６％である。
種々の太陽電池技術のうち、シリコンウエハー（単結晶又は多結晶）に基づく技術が大幅に優勢であり、市場シェアの約９５％を占める。なお、いくつかの薄層技術（非晶質Ｓｉ、ＣＩＳ、ＣｄＴｅなど）も、程度の差こそあれ有利なエネルギー出力及び製造コストを伴って出現している。このようなシステムは明らかに本発明の文脈に含まれる。
太陽光発電装置によって生成されるエネルギー量は、種々の要因によって、より具体的には、モジュールにより吸収される太陽エネルギーの量、前記モジュール内に含まれる電池の変換効率、及びモジュールに衝突する光の強度によって影響されることが知られている。これらの見地のそれぞれに関連する技術を改善することを目的として、多くの研究が現在行われている。
さらに、装置によって生成される総エネルギー量が、装置によって被覆される面積に対して、より正確には、変換システム内に組み込まれた太陽電池列によって被覆された堆積面積に対して正比例することも明らかである。このように、エネルギー量、及び投資コストは目下のところ、取り付けサイズに対して正比例する。
現在の取り付け初期コストは、太陽光発電業界の発展を阻む主な原因であることが知られている。
より具体的には、一層強力な成長に現在歯止めをかける主な要素は、太陽電池の製造に際して使用されるシリコンの不足である。太陽エネルギー市場はシリコンの最大の販路である。より具体的には、シリコンのこのような不足は、現在の取り付けコストが、全体的な取り付けサイズに応じて高くなることはあまりなく、主として太陽電池自体によって被覆された部分に応じて高くなる、その理由を大体において説明している。
これと関連して、既に説明したアプローチは、大きい面積を有するソーラーモジュールであって、しかもより小面積の電池上に光を集めることを可能にするテクスチャ付き基板を組み込むソーラーモジュールを生産することにある。これらのモジュールにおいて、装置の寸法がほぼ同一であり、また捕集されたエネルギー量がほぼ同等であるとして、集光器を導入すると、太陽電池の面積を著しく低減し、これにより取り付けコスト全体を軽減することが可能になる。
特許文献１又は特許文献２には、集光器として作用するテクスチャ付き基板を製造する、考えられ得る方法が記載されている。
機能原理を説明するために、斜視図（図１ａ）及び断面図（図１ｂ）として、添付の図１に集光器を概略的に示す。ガラス基板５に付着されたストリップの形態を成す一連の基本太陽電池４から、太陽光発電モジュール１が形成されている。基板５は、光の捕集を可能にするように構成された、図１ａに示すような二次元タイプのテクスチャ７を有している。より具体的には、テクスチャ７は、一連の三角形プリズム８によって構成されているものとして説明することができる。これらのプリズムは、互いに平行であり、そしてその端部は、基板が内面に平らなストリップ１１を呈するように切断されている。これらのストリップ１１の面積は、これに面するように配置された太陽光発電ストリップ４の面積に相当する。
図１ｂに示すような光線２及び２’の経路を考えると、機能原理を容易に理解することができる。２つの光線は、空気−ガラス界面６で屈折させられる。光線２は、太陽電池４上に直接に到達するのに対して、光線２’は、電池４に達する前に点３で全内部反射させられる。このように当業者には容易に理解できるように、基板５の表面に対する法線に対して比較的高い入射角を示す光線は、それにもかかわらず太陽電池によって捕集されることになり、その結果、本発明の意味において集光が行われる。集光係数は、連続する２つのテクスチャ間の間隔１０と太陽電池の幅、すなわち、ストリップ１１の幅９との比に対応して、容易に計算することができる。本発明による「間隔」とは、テクスチャ・パターンのピッチ、又は連続する２つの電池の中央位置間の距離に相当する。
さらに、光線が受容される角度は、図１を参照しながら説明したものと類似してはいるがしかしその側面２０が図２に示すように丸み付けられている形態を成すテクスチャを使用することにより、著しく増大させることができる。放物線状の側面は、光を捕集するために極めて効果的であると考えられている。
基板５のために使用することができる種々の材料のうち、鉱物ガラスが、特に経時的安定性、例えば耐温度性又は耐ＵＶ線性に関して多くの利点を有している。吸収を最小限に低減するためには、鉄含有率が低いガラス、具体的には、Saint-Gobain Glass社製のAlbarino（登録商標）が好ましい。
従来の刊行物は、テクスチャ付き基板の構造的な詳細については程度の差こそあれ完全に説明しているとしても、特に工業規模でのテクスチャ付き基板の製造方法に関しては何も示唆していない。
しかしながら、テクスチャ付き基板の製造方法は、特に基板が少なくとも本質的にはガラス・タイプ、具体的には鉱物から成っている場合には、問題を招く。事実、図１及び２からすぐに判るように、太陽光発電モジュール１の製造中、ストリップ４の形態でこれらの図面に示されている太陽電池は、モジュール１の全面にわたってストリップ１１に対向するように、最大の精度を持って配置されなければならない。さらに、一方では生産コストの理由から、他方では、基板５の組み立て前に、モジュールの正しい機能に必要な電気的接続部の全てを製造して検査する必要があるという理由から、製造工程は、テクスチャ付き基板の対面ストリップ１１上に一連の太陽光発電ストリップ４を付着させることを単一且つ独自のステップで行わざるを得ない。
従って、これらの状況において、基板１１は、ストリップ４の幅と正確に相応しなければならないストリップ１１の幅９に関してだけでなく、連続する２つのテクスチャ間の間隔１０に関しても、極めて正確に定義された規則的なテクスチャを有さなければならないことが判る。
大型サイズのガラス基板を製造するのに最もコンベンショナルに用いられる方法は、図３にその原理が示されたローリング法である。この図面において、耐火物３３の上を引張られた溶融状態のガラス３０が、金属ローラ３２及び３４を通過することにより成形される。ガラスの温度は、成形前には約１２００℃であり、またローリング機の出口では約８５０℃である。ガラス上にパターン又はテクスチャを型押しすることが望まれる場合に、コンベンショナルな技術は、グラス上に得ることが望まれるパターン又はテクスチャのネガティブを有するローラを使用することにある。これらのテクスチャリング技術は、装飾ガラス分野、又は例えば特許文献３におけるような太陽光発電装置分野において特に知られている。ローラは任意には、上面及び／又は下面に型押し部を有することができる。よく知られた方法では、ガラスは次いで引っ張られ、ガラス焼き鈍し炉に送られる。
図４ａには、２つのテクスチャ・パターン４１及び４２の間に一定の間隔ｄを有するローラ４０の従来モデルが示されている。これらのテクスチャ・パターンは、例えば、ローラ４０の表面上に互いに平行に存在する、例えばプリズム形の一組のレリーフ又は突起によって構成されている。レリーフは典型的には、基板５の内面上に、図１又は２を参照しながら前述したテクスチャ７を得るのを可能にする。
図４ｂには、このような方法を用いて得られた太陽光発電基板が示されている。パターンがローリング工程中に、プリズム状突起間の一定の間隔ｄによって特徴付けられるレリーフを有する金属ローラによって型押しされると、出願人によって実施された試験では、たいていの場合、最終パネル上に見いだされる間隔ｄ’は、よりよい理解のために意図的に誇張して図４に示された分布によれば、常に厳密に一定というわけではないことが明らかになった。これを限定的な説明又は理論として考えることはできないが、このような現象は、ガラス基板によって被る横方向収縮の存在に関連することがあり得る。この横方向収縮は、ガラスの全幅にわたって一定に生じるわけではない。このような現象は、成形後に受ける冷却及び／又は延伸中に生じた基板の圧縮に由来し得る。
このような現象は、ガラスがテクスチャを施される用途の大部分においては影響を及ぼすことはないが、太陽光発電用途のための基板（集光器）の特定の事例では、ガラス上にテクスチャを位置決めする上での不正確さは、前述の意味において、工業プロセスとは相容れない。なぜならば、このことは前述の理由から、モジュール１の正しい組み立てを許さないからである。
ガラス基板上のテクスチャと太陽電池との整列精度に関しても同じことが要求されるので、ガラスの成形中に、ガラスの引張り方向に対して垂直方向においてパターンを形成することは一層大きな問題をはらむ。
従って、本発明の目的は、前述の問題を解決するのを可能にする方法にあり、また具体的には、精度が改善されたテクスチャを有するガラス基板を得るのを可能にする方法にある。このような改善手段は、特に工業規模での太陽光発電モジュールの製造中に、太陽電池が前記テクスチャに面するように配置される、前記基板の十分に正確な組み立てを保証するという効果を有する。
より正確には、本発明は、太陽光発電装置の外側被覆体を得る方法であって、前記被覆体が、互いに平行であり好ましくは規則的な距離ｄだけ間隔を置いて設けられている少なくとも１列の溝の形態を成すテクスチャを有するガラス基板によって形成されている形式のものにおいて、前記方法が、前記テクスチャの型押しのために、該ガラス基板上の２つの溝列の間の距離ｄとは異なる間隔を有するレリーフを組み込んだテクスチャリング手段が使用されることを特徴とする、太陽光発電装置の外側被覆体を得る方法に関する。
例えば前記型押し手段は、ガラス基板上の２つの溝列の間の距離ｄとは異なる間隔を有するレリーフを有する少なくとも１つのローラを含む。
典型的には、型押し手段上の連続する２つのレリーフ間の間隔は、一定ではない。
可能の１実施態様によれば、型押し用ローラ上の連続する２つのレリーフ間の間隔は、ローラの中央で最小であり、そしてその端部で最大である。
例えば、ローラの中央からその端部に向かう、連続する２つのレリーフ間の間隔の増大は、漸進的であり線形である。
別の実施態様によれば、ローラの中央からその端部に向かう、連続する２つのレリーフ間の間隔の増大が、漸進的であり、放物線則又はより高次の多項式の法則に従う。
本発明はまた、前述のような製造方法を用いることによって精度が改善されたテクスチャを有する太陽光発電用途のためのガラス基板に関する。
より具体的には、本発明は、このような方法によって得ることができ、そして規則的な平均距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝の形態を成すテクスチャを、その主面のうちの少なくとも１つに有する太陽光発電用途のためのガラス基板であって、前記基板が、テクスチャの方向で、溝の位置ｎとその理論上の位置ｎｘｄとの間の最大偏差が、前記平均距離ｄの１０％未満であることを特徴とする、ガラス基板に関する。好ましくは、前記最大偏差は、前記平均距離の５％未満又は２％未満である。
本発明による太陽光発電用途のためのガラス基板は、例えば、規則的な平均距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝の形態を成すテクスチャを、その主面のうちの少なくとも１つに有しており、そしてテクスチャの方向で、目標値の周りの分散が、前記距離ｄの２％未満であり、そして好ましくは前記距離ｄの１％未満であることを特徴とする。
別の態様によれば、本発明はまた、その２つの主面上に前記テクスチャを有している基板に関する。この実施態様において、下記実施態様で説明するように、モジュールの性能をさらに改善することができる。
より一般的には、本発明により、十分な精度を有する太陽光発電モジュールを初めて得ることが可能になり、この太陽光発電モジュールは、２つの主面にテクスチャを有するガラス基板を含む、内面のテクスチャと外面のテクスチャとは、太陽電池がそれと接触するように前記モジュール内に配置される、前記基板の前記内面のゾーンに向かう入射太陽放射線の集光係数を共同で増大させるように、互いに形成され配置されている。
現時点まで、このような基板を得ることを可能にする方法は記述されていない。前述の原理及び方法を適用することにより、出願人は、太陽光発電モジュールの性能の著しい増大を可能にするように、２つの対向面上に十分な精度を有するこのような基板を得ることができた。
本発明の特定の実施態様によれば、ガラス基板の内面及び外面上に存在するテクスチャは、平行な線を成して配置されている。出願人によって実施された試験は、この事例において、内面及び外面上の前記テクスチャを好ましくは、集光係数を共同で付加的に増大させるように、互いに正確に形成し配置しなければならないことを示した。
本発明の他の実施態様によれば、ガラス基板の内面及び外面上に存在するテクスチャは、直交する線を成して配置されている。この事例では、出願人によって実施される試験は、内面及び外面上の前記テクスチャの相互の正確な配置は、集光係数の付加的な増大の効果を得るためには絶対に必要というわけではないことを示した。
太陽光発電モジュールの第１の可能な実施態様によれば、ガラス基板の内面のテクスチャは、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含み、そして、外面のテクスチャは、該内面の溝の上方に垂直に配置されこれと同じ距離ｄだけ間隔を置いて設けられた、互いに平行な溝の列から成っている。
太陽光発電モジュールの別の実施態様によれば、ガラス基板の内面のテクスチャは、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含み、そして、外面のテクスチャは、これと同じ距離ｄだけ間隔を置いて設けられた、互いに平行な円柱レンズの列から成っている。
太陽光発電モジュールの第３の実施態様によれば、ガラス基板の内面のテクスチャは、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含むこと、及び、外面のテクスチャが、ピラミッド又はコーンのような一連の三次元パターンから成っている。
太陽光発電モジュールの別の実施態様によれば、ガラス基板の内面のテクスチャは、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含み、そして、外面のテクスチャが、互いに平行な少なくとも１列の溝を含み、該上面及び下面の溝が互いに直交方向に配置されている。
本発明はまた、その２つの主面にテクスチャを有する、前述のようなガラス基板に関する。
本発明、その種々の態様、及びその利点は、単に一例として挙げる実施態様の下記非限定的な例を読めば、よりよく理解することができる。
図５は、本発明による方法の実施を可能にするローラ５０を示している。ローラ５０に設けられたレリーフ５１と５２との線間、及びレリーフ５１と５３との線間、又はさらに線５２及び５４の間の間隔は、一定でない。より正確には、図５ｂに示すようにパネル上に一定の間隔ｄを得るためには、回転ローラが使用される場合、型押し手段上の連続する２つのレリーフ間の間隔は、ローラの長さに沿って一定ではないことが必要である。このように、型押し用ローラ上の連続する２つのレリーフ間の間隔が一定ではなく、また具体的には、ローラの中央で最小であり且つその端部で最大である場合に、上述の意味における、ガラス基板上に型押しされたテクスチャの規則性の著しい改善が、出願人によって観察された。
連続する２つのレリーフ間の間隔の増大が漸進的であり、ローラの中央からその端部に向かって実質的に線形である場合に、太陽光発電モジュールの製造方法に基板を使用するのに十分に正確且つ規則的なテクスチャを得るのを可能にする結果が観察された。
他の解決手段が、具体的には、連続する２つのレリーフ間の間隔の増大がローラの中央からその端部に向かって放物線タイプの変化に実質的に従う場合に、この用途のためのガラス基板上に最終的に得られるテクスチャの全面的に申し分のない精度を達成するのを可能にした。
本発明の意味において、線形変化とは、例えば、
ｄn+1＝ａｘn＋ｂ
のタイプの一般法則に従った変化であると理解され、上記式中、
ｄn+1は、ローラ上の連続するレリーフｎ及びｎ＋１を分離する距離であり、
ａ及びｂは定数であり、そして
ｘnは、絶対値として表される、ローラの中央とｎ番目のレリーフとの間の距離である。
ｄn+1＝ａｘn＋ｂ
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ｄn+1は、ローラ上の連続するレリーフｎ及びｎ＋１を分離する距離であり、
ａ及びｂは定数であり、そして
ｘnは、絶対値として表される、ローラの中央とｎ番目のレリーフとの間の距離である。
本発明の意味において、放物線形変化とは、例えば、
ｄn+1＝ａｘn 2＋ｂｘn＋ｃ
のタイプの一般法則に従った変化であると理解され、上記式中、
ｄn+1及びｘnは、前述のものと同じ意味を有し、ａ、ｂ及びｃは定数である。
ｄn+1＝ａｘn 2＋ｂｘn＋ｃ
のタイプの一般法則に従った変化であると理解され、上記式中、
ｄn+1及びｘnは、前述のものと同じ意味を有し、ａ、ｂ及びｃは定数である。
本発明の範囲を逸脱することなしに、第１のレリーフの位置は、ローラの中央に任意に設けられてよく、又はローラの中央には設けられなくてもよい。
さらに高い精度を必要とする実施態様の場合、高次多項式関数も成功裡に試験されている。
図５ａ及び５ｂに関連して説明された上記解決手段は、適合されたレリーフを有するローラから、より複雑なテクスチャ・パターン、具体的には３、４、５及び６つの面を有するピラミッド、コーン、プリズムを、太陽光発電モジュールのためのテクスチャ付き基板のような用途を可能にするのに十分な精度で、型押しによって得ることを可能にした。
図６は、図５のローリング・ローラ５０のレリーフの典型的なプロフィールを断面で見た状態で示しており、このプロフィールは、基板上に目標テクスチャを得るのを可能にする。
ガラスはローラ上のパターンを満たすことに完全に成功するわけではないので、ローラ上の好ましい適合されたパターンによって、型押しのこれらの問題を補償することができる。図６は、ローラ５０の表面６３上に存在するレリーフ６０のプロフィールを示している。この図では、最終的なガラス基板上に求められる理想的なプロフィール６２は、点線で付されており、実線６１は、ローラ５０がレリーフ６０を有する場合に最終的にガラス上に実際に得られるプロフィールを表す。
図７は、本発明による方法を適用することにより得られるテクスチャ付きガラス基板の実施態様例を示している。テクスチャ付きガラス・パネル５の全厚は４ｍｍであり、２つのテクスチャ間の間隔１０は４ｍｍに等しい。テクスチャの深さ７０は１．２ｍｍである。テクスチャのプロフィールは放物線状であり、点Ａにおける接線は、点Ａにおけるパネル平面と４０°の角度を成している。電池（図７には示されていない）がその上に置かれることになるストリップ１１の幅は２ｍｍであり、この幅は２００％の集光係数に相当する。
本発明によれば、図５及び６を参照しながら説明したような連続する２つのレリーフ間の分離距離ｄが、前述の意味で放物線則に従うローラが使用されている。テクスチャの特徴であるパラメータ１１，１０において得られる変化量は、０．１ｍｍ未満、又は０．０５ｍｍ未満である。
本発明はもちろん、図７に示されたテクスチャ・プロフィールに限定されることはない。例えば、本発明の範囲を逸脱することなしに、電池は数ｍｍ〜数ｃｍの幅、及び数ｃｍの長さを有することができる。
より一般的には、本発明は、前述の意味において、集光を達成するのを可能にするいかなるタイプのテクスチャをも得るように適用することができる。こうして、本出願において記載した原理及び実施態様は、例えば２つのローラ間でガラスをローリング処理する方法、又は型押し及び／又はテクスチャリングの別の方法によって得られる円筒形ジオメトリを有する他のパターンに適用することもできる。例えば、特許文献２に記載されたジオメトリが挙げられる。
本発明の原理を適用することによって基板を製造する可能な方法によれば、具体的にはミラー層と連携するテクスチャ付き表面を得ることが可能である。このような形態は、有利な集光係数を得るのを可能にする。より正確には、テクスチャ付きガラス・パネルが比較的小さな角度で使用され、このガラス・パネルには反射層が被覆されている。この形態に基づく太陽電池はこうして、直接光及び反射後の光の両方を受容する。
上記パターンはガラス基板の下面（又は内面）上、すなわち、モジュール内の太陽電池と直接対向するように配置されることが意図される側に配置されるが、本発明の他の実施態様によれば、ガラス基板の２つの主面上、すなわち内面及び外面にテクスチャを配置することも可能である。
前記原理及び製造方法を適用することにより、その精度及び規則性が両対向面上において、太陽光発電モジュールの性能を著しく増大させ得るのに十分であるようなテクスチャを初めて得ることが出願人にとって今や可能になった。
このように、内面及び外面上のパターンのそれぞれのプロフィールに得られる精度、及びそれぞれの位置に得られる精度は、太陽電池がそれと接触するようにモジュール内に配置される前記基板の内面のゾーンに向かう入射太陽放射線の集光係数を著しく増大させるのを可能にする。
より正確には、前記原理に従って所望のプロフィールを得るように適合されたレリーフを組み込んだ下側及び上側のローラを、図３を参照しながら説明した原理に従って使用することにより、テクスチャ付き基板を得ることが可能になった。
性能が改善された、両面上にテクスチャを施された基板の例を、図８〜１１を参照しながら以下に説明する。
図８は、その２つの面８１及び８２上にテクスチャを施された第１のガラス基板８０を示している。内面８２上のテクスチャは、図１又は７を参照しながら既に説明したテクスチャに相当する。
機能原理は、図１を参照しながら既に説明したものと同じである。加えて、基板８０はその外面８１上に円柱レンズ系８３を組み込んでいる。各レンズは、下側の太陽電池とは反対側でセンタリングされている。
出願人によって行われた試験はまた、両面上にテクスチャを施すと、集光係数が同じである場合、その内面だけにテクスチャを施された基板と比較して（図１参照）、図８に示すように、内面８２の頂点においてさほど鋭くない角度θを、そしてテクスチャのより小さな深さｐを用いることが可能であることを明らかにした。円柱レンズは、光線８４の光路によって表されるように、太陽電池に向かって光線が最初の再指向を行うのを可能にする。レンズのフォーカシングが十分でない場合には、他の光線８５，８６が、全内部反射させられることも可能である。
角度θの鋭さ及び深さｐのこのような低減により、ガラス・パネルの製造が容易になる。余りにも鋭い角度を得ることは、ローリングのような標準的なガラス基板製造方法では難しい。
外面上にテクスチャを付加することにより、さらに、このようなパネルの焼き戻しを容易にすることもできる。図１に示されているような単一の面にテクスチャを施したパネルは、おそらくは２つの面の間の著しく大きい非対称性のために、焼き戻しするのが極めて難しいように思われた。事実、内面のテクスチャが、焼き戻し後にパネルの変形を助長するように見える。このような現象は、その両面上にテクスチャを施された基板には観察されなかった。
図９は、本発明による、２つの主面上にテクスチャを施されたガラス基板の第２実施態様の３つの変更形を示している。これら３つの変更形に基づく内面上のテクスチャは、前述のものと同等である。これらの変更形において、パネルの外面は、平行なプリズムの形態を成すテクスチャを呈しており、これらのプリズムの頂点は、太陽電池とは反対側に配置されている。より正確には、図９ａは、平行に連続して並ぶ真っ直ぐな三角形プリズム９０から成る外面上のテクスチャを示している。
図９ｂに示された基板の外面テクスチャは、一連の平行な三角形プリズム９１から成っている。プリズムの端部９２は、内面のテクスチャを形成する端部と同じ形態、又はこれらの端部とは異なった形態で切断されている。
図９ｃに示された基板の外面テクスチャは、一連の三角形プリズム９３から成っている。これらのプリズムの側面９４は丸み付けられている。
図１０は、外面のテクスチャが三次元ピラミッド状パターン１００を有する別の実施態様を示す。この実施態様によれば、パターン１００が図１０に示されているように配置されていると、すなわちパターンの頂点が、太陽電池のストリップ４の中央線１０２とは反対側に配置された平行線１０１内部に刻まれていると、最良の集光係数が得られた。
図１１は、外面のテクスチャが二次元的であり、そして内面の二次元パターンに対して直交方向に向けられた平行なプリズム１１０の形態を成す別の実施態様を示している。このような形態によれば、２つの面上に、互いに対面して配置された直交方向のテクスチャが、前述の方法に従って整列されないとしても、驚くほどに良好な集光係数を観察できることが、出願人によって見いだされた。１変更形として、内面の二次元パターンに対して直交方向に配向された、図８に示したような円柱レンズを外面上に配置することも可能である。本発明の範囲を逸脱することなしに、内面のテクスチャに対して直交方向に配置された、外面のテクスチャは、図９ａ、９ｂ又は９ｃを参照しながら前述したタイプであることも可能である。
これらの変更形はまた、ガラス基板をその製造中に焼き戻しする段階を大幅に単純化するという利点を有している。
外面に構成されるテクスチャ・パターンは、図８〜１１を参照しながら前述したものに限定されることはない。本発明の範囲を逸脱することなしに、具体的に、低量の入射光線を捕捉すること、及び太陽電池に向かってこれらを偏向させることを可能にする任意のタイプのプロフィールを使用することができる。外面の可能なテクスチャの例は、例えば特許文献３、特許文献４及び特許文献５に記載されている。
本発明の利点を下記例によって説明する。
これらの例では、図７に示したジオメトリックな特徴を有するテクスチャ付き基板を型押しするために、図５及び６を参照しながら前述したプロフィールを形成するローラを使用した。
図１２に示すグラフによって、最終的に得られるガラス基板上にもたらされる精度を、使用されるローラのテクスチャ・プロフィールの関数として評価することができる。下側のグラフは、上側のグラフを、モチーフの目標周期値（４ｍｍ）を中心として拡大したものである。
ガラス基板を得るために用いられる技術は、例えば図３を参照しながら説明したような、コンベンショナルなローリング技術である。使用したガラスは、Saint-Gobain Glass社によって市販されているAlbarino（登録商標）ガラスである。
図１２において：
−四角形の印は、ローラ上の２つのレリーフ間の距離ｄが一定であり、４ｍｍに等しい場合に、最終的に得られた基板上に観察される溝の周期性を示しており、
−円形の印は、ローラ上の連続する２つのレリーフｎとｎ＋１との間の距離ｄn+1が一定ではなく、式：
・ ｄn+1＝４．０３８＋１．７５ｘ１０-4ｘn、
（上記式中ｄn+1（ｍｍ）及びｘn（ｍｍ）は、前記定義を有している）
に従って線形に増大する場合に、最終的に得られた基板上に観察される溝の周期性を示しており、
−三角形の印は、ローラ上の連続する２つのレリーフｎとｎ＋１との間の距離ｄn+1が一定ではなく、式：
・ ｄn+1（ｍｍ）＝４．０３８＋１．６５ｘ１０-4ｘn（ｍｍ）
＋１０-8ｘn 2、
（上記式中ｄn+1（ｍｍ）及びｘn（ｍｍ）は、前記定義を有している）
によって表される放物線則に従って増大する場合に、最終的に得られた基板上に観察される溝の周期性を示している。
−四角形の印は、ローラ上の２つのレリーフ間の距離ｄが一定であり、４ｍｍに等しい場合に、最終的に得られた基板上に観察される溝の周期性を示しており、
−円形の印は、ローラ上の連続する２つのレリーフｎとｎ＋１との間の距離ｄn+1が一定ではなく、式：
・ ｄn+1＝４．０３８＋１．７５ｘ１０-4ｘn、
（上記式中ｄn+1（ｍｍ）及びｘn（ｍｍ）は、前記定義を有している）
に従って線形に増大する場合に、最終的に得られた基板上に観察される溝の周期性を示しており、
−三角形の印は、ローラ上の連続する２つのレリーフｎとｎ＋１との間の距離ｄn+1が一定ではなく、式：
・ ｄn+1（ｍｍ）＝４．０３８＋１．６５ｘ１０-4ｘn（ｍｍ）
＋１０-8ｘn 2、
（上記式中ｄn+1（ｍｍ）及びｘn（ｍｍ）は、前記定義を有している）
によって表される放物線則に従って増大する場合に、最終的に得られた基板上に観察される溝の周期性を示している。
図１２に示されたデータは、最終的に得られたテクスチャ付きガラス基板上の連続する２つの溝間の周期が、前記テクスチャの方向において、基板中央に対する前記溝の距離の関数として連続的に短くなることを示している。このような連続的な低減は、基板の最も周縁側の部分にわたって、テクスチャの完全なずれを引き起こし、このことは一方では、テクスチャ付き基板上の太陽電池の工業的な組み立て過程を著しく不正確にするか、又は不可能にさえし、他方では、とりわけ基板が２つの面上に、現時点では相対的な調節が不可能なテクスチャを有している場合、集光に関して基板の性能を低減してしまう。
具体的には、本発明による方法を適用すると、連続するパターン間の距離は、極めて僅かな分散しか有さないことが、図１２のグラフから明らかである。本発明によれば、目標値の周りの、連続する２つの溝間の間隔のこの分散は、前記距離の２％未満であり、好ましくは前記距離の１％未満であり、そして極めて好ましくは、前記距離の０．５％未満である。本発明の実施態様のこの例では、分散は、連続する２つの溝間の平均距離ｄの１％を極めて大きく下回ることが、図１２から明らかである。
放物線則を用いることにより最終的に得られたパネルにおいて直接的に行った付加的な測定は、得られた溝の完全な規則性を示した。溝の位置とその理論上の位置との間で、テクスチャの方向においてパネルの寸法全体にわたって測定された偏差は常に、連続する２つの溝間で測定された平均距離ｄの２％未満であった。
Claims (14)
- 太陽光発電装置の外側被覆体を得る方法であって、前記被覆体が、互いに平行であり規則的な距離ｄだけ間隔を置いて設けられている少なくとも１列の溝の形態を成すテクスチャを有するガラス基板によって形成されている形式のものにおいて、前記方法が、前記テクスチャの型押しのために、該ガラス基板上の２つの溝列の間の距離ｄとは異なる間隔を有するレリーフを組み込んだテクスチャリング手段が使用されることを特徴とする、太陽光発電装置の外側被覆体を得る方法。
- 前記型押し手段が、該ガラス基板上の２つの溝列の間の距離ｄとは異なる間隔を有するレリーフを有する少なくとも１つのローラを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 該型押し手段上の連続する２つのレリーフ間の間隔が一定ではないことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
- 該型押し用ローラ上の連続する２つのレリーフ間の間隔が、該ローラの中央で最小であり、そしてその端部で最大であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 該ローラの中央からその端部に向かう、連続する２つのレリーフ間の間隔の増大が、漸進的であり線形であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
- 該ローラの中央からその端部に向かう、連続する２つのレリーフ間の間隔の増大が、漸進的であり、放物線則又はより高次の多項式の法則に従うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
- 請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法によって得ることができ、そして規則的な平均距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝の形態を成すテクスチャを、その主面のうちの少なくとも１つに有する太陽光発電用途のためのガラス基板であって、前記基板が、テクスチャの方向で、溝の位置ｎとその理論上の位置ｎｘｄとの間の最大偏差が、前記平均距離ｄの１０％未満であることを特徴とする、ガラス基板。
- 請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法によって得ることができ、そして規則的な平均距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝の形態を成すテクスチャを、その主面のうちの少なくとも１つに有する太陽光発電用途のためのガラス基板であって、前記基板が、テクスチャの方向で、目標値の周りの分散が、前記距離ｄの２％未満であり、そして好ましくは前記距離ｄの１％未満であることを特徴とする、ガラス基板。
- 該ガラス基板がその２つの主面上に前記テクスチャを有していることを特徴とする、請求項７又は８に記載のガラス基板。
- ２つの主面のそれぞれにテクスチャを有する、請求項９に記載のガラス基板を含む太陽光発電モジュールであって、内面のテクスチャと外面のテクスチャとが、太陽電池がそれと接触するように前記モジュール内に配置される、前記基板の前記内面のゾーンに向かう入射太陽放射線の集光係数を共同で増大させるように、互いに形成され配置されていることを特徴とする、太陽光発電モジュール。
- 該ガラス基板の内面のテクスチャが、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含むこと、及び、該外面のテクスチャが、該内面の溝の上方に垂直に配置されこれと同じ距離ｄだけ間隔を置いて設けられた、互いに平行な溝の列から成っていることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電モジュール。
- 該ガラス基板の内面のテクスチャが、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含むこと、及び、該外面のテクスチャが、これと同じ距離ｄだけ間隔を置いて設けられた、互いに平行な円柱レンズの列から成っていることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電モジュール。
- 該ガラス基板の内面のテクスチャが、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含むこと、及び、該外面のテクスチャが、ピラミッド又はコーンのような一連の三次元パターンから成っていることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電モジュール。
- 該ガラス基板の内面のテクスチャが、距離ｄだけ間隔を置いて設けられた互いに平行な少なくとも１列の溝を含むこと、及び、該外面のテクスチャが、互いに平行な少なくとも１列の溝を含み、該上面及び下面の溝が互いに直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電モジュール。
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