JP2013098496A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光反射界面での光損失の発生を抑制して太陽電池セル間の隙間領域に照射される太陽光の有効利用が可能な光電変換効率に優れた太陽電池モジュールを得ること。
【解決手段】同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セル１が、前面カバー部材５と裏面カバー部材６との間に受光面を前記前面カバー部材５に向けて配置された太陽電池モジュールであって、前記太陽電池セル１の受光面よりも前記前面カバー部材５側に突出するとともに前記受光面に対して傾斜して設けられて前記前面カバー部材側５から前記隙間領域に対応する領域に入射した光を反射してその反射光を前記太陽電池セル１の受光面に直接入射させる傾斜反射面を有する反射部材８を、前記隙間領域に対応する領域に備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の太陽電池セルを接続させた太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。

太陽電池モジュールにおける各太陽電池セル間の隙間に照射される太陽光を有効に利用するために、凹凸加工を施すことで光の経路を変えて各太陽電池セルに集光させることが提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１では、隣り合う太陽電池セル間に大きな凸部を有する光散乱部材６を設けて、太陽電池モジュールの裏面側に設けられた反射板７を介して裏面側に集光する構造が示されている。太陽電池セルには、両面発電型の太陽電池セルを利用しており、両面での発電効率を高めている。

また、特許文献２では、太陽電池モジュール裏面側の反射を利用するために、凹凸形状を有する裏面カバー部材をモジュールの裏面側に設けた構造が示されている。裏面カバー部材は、顔料を混入させた樹脂性材料層と誘電体材料からなる耐候性材料層の２層構造とされ、前方から入射される光を散乱反射させる反射性材とされている。この太陽電池モジュール構造では、裏面での光の反射を高め、前面カバー部材による反射を介して太陽電池セルの表面への集光を高めている。

特開平１１−３０７７９１号公報 特開２００３−２３４４８４号公報

しかしながら、特許文献１に示される太陽電池モジュール構造では、太陽電池セルの裏面への太陽光の入射を前提に設計されており、両面発電型の太陽電池セルには適しているが、多重反射を利用するため、光反射界面での光損失が少なからず存在する。このため、この太陽電池モジュール構造は、太陽電池セルの理想的な光の集光には至っていない。

また、特許文献２に示される太陽電池モジュール構造では、太陽電池セル間の隙間に入射される光の散乱反射を利用しており、表側の反射を介して主に太陽電池セルの表側に光が照射される構造となっている。ただし、太陽電池セルの裏側に照射される光も少なからず存在するとともに、特許文献１と同様に光の多重反射を利用するため、光反射界面で光損失が発生する。このため、この太陽電池モジュール構造は、太陽電池セルの理想的な光の集光には至っていない。また、裏側カバー部材が２層以上の構造とされるため、製造工程が長くなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光反射界面での光損失の発生を抑制して、太陽電池セル間の隙間領域に照射される太陽光の有効利用が可能な光電変換効率に優れた太陽電池モジュールおよびその製造方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールは、同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セルが、前面カバー部材と裏面カバー部材との間に受光面を前記前面カバー部材に向けて配置された太陽電池モジュールであって、前記太陽電池セルの受光面よりも前記前面カバー部材側に突出するとともに前記受光面に対して傾斜して設けられて前記前面カバー部材側から前記隙間領域に対応する領域に入射した光を反射してその反射光を前記太陽電池セルの受光面に直接入射させる傾斜反射面を有する反射部材を、前記隙間領域に対応する領域に備えること、を特徴とする。

本発明によれば、光反射界面での光損失の発生を抑制して、太陽電池セル間の隙間領域に照射される太陽光の有効利用が可能な光電変換効率に優れた太陽電池モジュールが得られる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す上面図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおける隣り合う太陽電池セル間の隙間領域の一部を示す要部断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおける互いに隣り合う４枚の太陽電池セルを拡大して示す要部上面図である。 図４−１は、図３におけるインターコネクタが設けられた第１隙間領域の構造を模式的に示す斜視図である。 図４−２は、図４−１におけるインターコネクタに沿った断面図である。 図５は、図３におけるインターコネクタが設けられていない第２隙間領域の構造を模式的に示す斜視図である。 図６−１は、図３における互いに隣り合う４つの太陽電池セルに囲まれた第３隙間領域の構造を模式的に示す斜視図である。 図６−２は、第２隙間領域の長手方向において隣り合う複数の反射部材の稜線に沿った要部断面図である。 図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールにおける隣り合う太陽電池セル間の隙間領域の一部を示す要部断面図である。 図８は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおける隣り合う太陽電池セル間の隙間領域の一部を示す要部断面図である。

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュールおよびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの概略構成を示す上面図である。本実施の形態にかかる太陽電池モジュールは、複数の結晶系太陽電池セル１（以下、太陽電池セル１と呼ぶ）がインターコネクタ２、３によって電気的に直列配線接続されたストリングを有している。太陽電池セル１は、スーパーストレートタイプの代表的なものである片面発電型の結晶系太陽電池セルである。ストリングにおいては、隣接する２つの太陽電池セル１間における一方の太陽電池セル１の表面電極４と、他方の太陽電池セル１の裏面電極（図示せず）とがインターコネクタ２、３により電気的に直列配線接続されている。また、太陽電池モジュールの外周部にはフレーム３１が配置されている。

図２は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおける隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域の一部を示す要部断面図であり、図１の線分Ａ−Ａにおける要部断面図である。なお、図２では、表面電極４の記載を省略している。太陽電池モジュールは、ガラスなどの透光性材料（屈折率１．５）から成る前面カバー部材５とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）などから成る裏面カバー部材６との間に、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などから成り透光性を有する透明充填材７（屈折率：１．５、厚さ：約４ｍｍ）が挟持されている。

透明充填材７の中には、太陽電池セル１（厚さ：約０．２ｍｍ）および隣り合う太陽電池セル１間を配線接続するインターコネクタ２、３が埋め込まれている。隣り合う太陽電池セル１は、所定の距離（１〜２ｍｍ）を隔てて略同一平面上に規則的に配列されている。

本実施の形態では、図２に示されるように裏面カバー部材６の受光面側の面上であって隣接する太陽電池セル１間の隙間領域に対応する領域に反射部材８が配置されている。反射部材８は、長方形（幅：１〜２ｍｍ、高さ約１．５ｍｍ）上に二等辺三角形（底角：５５〜７０度、高さ：約１．５ｍｍ、底辺：１〜２ｍｍ）が形成された縦断面形状を有する凸型反射形状に加工されており、二等辺三角形を受光面側に向けて配置されている。そして、反射部材８においては、二等辺三角形の側面に対応する面が反射傾斜面とされる。したがって、反射部材８は、受光面側に向けて２つの反射傾斜面を有している。

ここで、光の入射角をより大きくするために、二等辺三角形の底角はより大きくすることが好ましい。なお、凸型反射形状は、長方形上に半円が形成されている形状または長方形上の二等辺三角形に凹凸加工が施されている形状を用いてもよい。また、図２においては隣接する太陽電池セル１間の中心位置を挟んで反射部材８の断面形状が左右対称の形状とされているが、反射部材８の断面形状は必ずしも左右対称の形状でなくてもよい。

反射部材８は、絶縁樹脂製の接着部材９（高さ：０．１ｍｍ）によって裏面カバー部材６の受光面側の面上に接着されている。反射部材８には、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）またはＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）等の高分子材料に白色加工した材料が用いられている。反射部材８が接着部材９により裏面カバー部材６の受光面側の面上に接着される構成とすることにより、反射部材８の形状を容易に加工することができ、また反射部材８を裏面カバー部材６とは別の材料で加工することができる。

太陽電池セル１の受光面側の高さは、裏面カバー部材６の受光面側の面から、上記長方形の高さと接着部材９の高さとを含めた距離（約１．６ｍｍ）以下の高さに設定されている。また、太陽電池モジュールの面内方向において、太陽電池セル１の側部の位置は、反射部材８の側部の位置とほぼ一致するように設置されている。太陽電池セル１の側部と、反射部材８の側部とは接触（当接）してもよい。

図２に示されるように、太陽電池モジュールの受光面側において前面カバー部材５に入射された太陽光１０のうち太陽電池セル１上の領域に入射された光は、透明充填材７を通過して太陽電池セル１の受光面に直接到達する。また、太陽電池モジュールの受光面側において前面カバー部材５に入射された太陽光１０のうち隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域に対応する領域に入射された太陽光１０は、反射部材８の受光面側に設けられた反射傾斜面で一度反射されて、反射部材８に隣接する太陽電池セル１の受光面側に到達する。これにより、隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域に対応する領域に入射された光損失につながる入射光を有効利用することができ、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。

特許文献１に示される太陽電池モジュール構造では、２回以上の光の多重反射が発生するため光反射界面での反射による光損失の影響が大きい。これに対して、本実施の形態では、反射により太陽電池セルに到達する光１０において、反射の影響を１回に抑制することが可能となる。また、太陽電池モジュールの面内方向において、太陽電池セル１の側部の位置を反射部材８の側部の位置とほぼ一致させることにより、太陽電池モジュールの裏側への太陽光１０の透過を限りなく少なくでき、光損失につながる各太陽電池セル１間の隙間領域に対応する領域に入射する光１０を無駄なく太陽電池セル１の受光面に集光できる。

上述した反射部材８による効果を太陽電池モジュールの全面で均一に得るためには、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０において、各太陽電池セル１間の隙間領域の広さを考慮して反射部材８の構造を立体的に変化させる必要がある。図３は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおける互いに隣り合う４枚の太陽電池セル１を拡大して示す要部上面図である。

２枚の太陽電池セル１間の隙間領域として、隣り合う２つの太陽電池セル１の隙間領域であってインターコネクタが設けられた第１隙間領域１１がある。この領域は、インターコネクタ２により電気的に直列に接続された隣接する２つの太陽電池セル１間の領域である。また、２枚の太陽電池セル１間の隙間領域として、隣り合う２つの太陽電池セル１の隙間領域であってインターコネクタが設けられていない第２隙間領域１２がある。この領域は、インターコネクタ２により電気的に直列に接続されていない隣接する太陽電池セル１間の領域である。また、太陽電池セル１間の隙間領域として、互いに隣り合う４つの太陽電池セル１に囲まれた第３隙間領域１３がある。

図４−１は、図３におけるインターコネクタが設けられた第１隙間領域１１の構造を模式的に示す斜視図である。第１隙間領域１１において、図２に示される凸型反射形状を有する反射部材８をインターコネクタ２に接触しないように第１隙間領域１１の長手方向（隣接する太陽電池セル１同士の対向する辺方向）に沿って設けることにより、反射部材８として図４−１に示す反射部材１４、反射部材１５、反射部材１６が構成される。反射部材１４、１５、１６は、絶縁樹脂製の接着部材９によって裏面カバー部材６の受光面側に接着されている。反射部材１４、反射部材１５、反射部材１６は、インターコネクタ２と接触しないようにインターコネクタ２を挟んで分割されて設けられている。すなわち、インターコネクタ２は、反射部材１４と反射部材１５との間、隣り合う反射部材１５と反射部材１６との間にそれぞれ配置される。これにより、インターコネクタ２が反射部材１４、１５、１６に接触して剥がれるのを防ぐことができる。

図４−１に示すように、太陽電池モジュールの受光面側において前面カバー部材５に入射された太陽光１０のうち第１隙間領域１１に対応する領域に入射された太陽光１０は、反射部材１４の受光面側に設けられた反射傾斜面で一度反射されて、該反射傾斜面に隣接する太陽電池セル１の受光面側に到達する。反射部材１５、１６についても同様である。これにより、第１隙間領域１１に対応する領域に入射された光損失につながる入射光を有効利用することができ、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。

図４−２は、図４−１におけるインターコネクタ２に沿った断面図である。図４−２に示すように裏面カバー部材６の受光面側において、インターコネクタ２の下部近傍には直方体反射部材１７が設けられている。直方体反射部材１７は、反射部材１４、１５、１６と同一の材料からなり、絶縁樹脂製の接着部材９によって裏面カバー部材６の受光面側に接着されている。直方体反射部材１７は、反射部材１４と反射部材１５との間において反射部材１４の下部および反射部材１５の下部に連結して設けられている。また、直方体反射部材１７は、隣り合う反射部材１５と反射部材１６との間において反射部材１５の下部および反射部材１６の下部に連結して設けられている。直方体反射部材１７に対して斜めに入射した太陽光１０は、直方体反射部材１７で反射された後、一部が前面カバー部材５と透明充填材７との界面で反射されて太陽電池セル１の受光面側に到達する。

第１隙間領域１１の長手方向（隣接する太陽電池セル１同士の対向する辺方向）における直方体反射部材１７の幅は、インターコネクタ２が反射部材１４、１５に、または反射部材１５、１６に接しないようにインターコネクタ２の幅以上の幅とされる。また、直方体反射部材１７の高さは、インターコネクタ２が該直方体反射部材１７に接しない高さとされている。

なお、ここでは片面発電型の太陽電池セル１を用いる場合について示しているが、太陽電池セル１としてバックコンタクト構造の太陽電池セルを用いて、隣り合う太陽電池セルの各裏面の電極がインターコネクタ２によって電気的に接続された構成とすることも可能である。この場合も、上記と同様の構成の反射部材１４、１５、１６および直方体反射部材１７を用いることができる。

図５は、図３におけるインターコネクタが設けられていない第２隙間領域１２の構造を模式的に示す斜視図である。第２隙間領域１２において、図２に示される凸型反射形状を有する反射部材８を第２隙間領域１２の長手方向（隣接する太陽電池セル１同士の対向する辺方向）に沿って設けることにより、反射部材８として図５に示す反射部材１８が構成される。第２隙間領域１２にはインターコネクタ２が存在しないため、反射部材１８は第２隙間領域１２において分割されることなく設けられている。反射部材１８は、反射部材１４、１５、１６と同一の材料からなり、絶縁樹脂製の接着部材９によって裏面カバー部材６の受光面側に接着されている。

図５に示すように、太陽電池モジュールの受光面側において前面カバー部材５に入射された太陽光１０のうち第２隙間領域１２に対応する領域に入射された太陽光１０は、反射部材１８の受光面側に設けられた反射傾斜面で一度反射されて、該反射傾斜面に隣接する太陽電池セル１の受光面側に到達する。これにより、第２隙間領域１２に対応する領域に入射された光損失につながる入射光を有効利用することができ、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。

図６−１は、図３における互いに隣り合う４つの太陽電池セル１に囲まれた第３隙間領域１３の構造を模式的に示す斜視図である。太陽電池セル１の面方向において太陽電池セル１の四つ角は面取りされており、互いに隣り合う４つの太陽電池セル１の４つの面取り面に囲まれた領域が第３隙間領域１３とされる。第３隙間領域１３には、直方体状部の上に略四角錐状部が設けられた形状を有する反射部材１９が形成されている。

反射部材１９の四角錐状部分の頭頂点は、第３隙間領域１３の略中央に位置している。反射部材１９には、第１隙間領域１１から延在する反射部材１４および反射部材１６が連結され、また第２隙間領域１２から延在する反射部材１８が連結されている。第３隙間領域１３にはインターコネクタ２が存在しないため、反射部材１９は第３隙間領域１３において分割されることなく設けられている。そして、反射部材１９においては、反射部材１９の略四角錐状部の側面が反射傾斜面とされる。反射部材１９は、反射部材１４、１５、１６と同一の材料からなり、絶縁樹脂製の接着部材９によって裏面カバー部材６の受光面側に接着されている。

図６−２は、第２隙間領域１２の長手方向において隣り合う複数の反射部材１９の稜線に沿った要部断面図であり、図６−１の線分Ｂ−Ｂにおける要部断面図である。図６−２に示すように反射部材１９の頂点と反射部材１４、１６との間には傾斜が設けられている。なお、反射部材１４、１６と反射部材１９との間においては、反射部材１４、１６の形状によっては、傾斜が無くてもよい。

図６−１に示すように、太陽電池モジュールの受光面側において前面カバー部材５に入射された太陽光１０のうち第３隙間領域１３に対応する領域に入射された太陽光１０は、反射部材１９の受光面側に設けられた４つの反射傾斜面で一度反射されて、各反射傾斜面に隣接する個別の太陽電池セル１の受光面側に到達する。これにより、第３隙間領域１３に対応する領域に入射された光損失につながる入射光を有効利用することができ、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。また、４つの反射傾斜面を均等な形状および配置で設けることで、各反射傾斜面に隣接する個別の太陽電池セル１の受光面側に太陽光１０を均等に入射させることができる。

なお、ここでは直方体状部の上部に四角錐状部が設けられた形状を有する反射部材１９が第３隙間領域１３に設けられている場合について示しているが、反射部材１４、１６および反射部材１８が第３隙間領域１３に延在して連結された形状の反射部材１９を構成してもよい。

つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法について説明する。まず、公知の方法により複数の太陽電池セル１を作製する。そして、インターコネクタ２、３によって複数の太陽電池セル１を電気的に直列接続することでストリングを作製する。

つぎに、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）またはＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）等の高分子材料に白色加工したシート等から反射部材１４、１５、１６、１８、１９および直方体反射部材１７を加工する。それぞれ部材は、図４−１〜図６−２に示した形状に加工される。そして、反射部材１４、１５、１６、１８、１９および直方体反射部材１７を裏面カバー部材６上の所定の位置に位置合わせし、絶縁性の接着部材９を介して裏面カバー部材上６に接着させる。

つぎに、ストリングを透明充填材７を介して裏面カバー部材６上に設置する。このとき、インターコネクタ２、３の位置を反射部材１４と反射部材１５との間および反射部材１５と反射部材１６との間の位置に合わせてストリングを裏面カバー部材６上に設置し、インターコネクタ２、３が反射部材１４、１５、１６、１８、１９に接触しないようにする。

つぎに、ストリング上に透明充填材７を介して前面カバー部材５を配置し、これらを例えば真空中で加熱プレスする。これにより、上記の各部材がラミネートされて一体化する。続いて、フレーム３１および端子ボックス（図示せず）を取り付けることで、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールが得られる。

なお、上述した実施の形態１にかかる太陽電池モジュールは、太陽光１０を有効に利用するために太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０の全ての領域に反射部材８を配置しているため、性能向上において最も優れる構成とされている。しかしながら、本発明においては反射部材８を太陽電池セル１が配置されない領域２０の一部のみに配置しても、太陽光１０を有効に利用する効果が得られる。たとえば、インターコネクタが設けられた第１隙間領域１１には反射部材８を配置せず、インターコネクタが設けられていない第２隙間領域１２のみに反射部材８を配置すると構成が簡略になる。

上述したように、実施の形態１によれば、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０を、反射回数が１回の単反射で太陽電池セル１の表面に効率良く集光することが可能となる。これにより、太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０の光経路を最適化して光反射界面での光損失を抑制し、太陽光１０を有効に利用することができるため、太陽電池セル１の光電変換効率が向上する。すなわち、実施の形態１によれば、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０を反射して利用する際に、反射光の経路の最適化を図って光の多重反射による光損失を抑制でき、太陽光１０をより有効に利用できる。

また、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０のほぼ全ての領域に太陽電池セル１の側部に沿った形状で反射部材を配置することにより、光損失につながる太陽電池セル１が配置されない領域２０に入射する光を無駄なく受光面に集光できる。

したがって、実施の形態１によれば、光電変換効率に優れた太陽電池モジュールを実現できる。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールにおける隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域の一部を示す要部断面図であり、図２に対応する図である。実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、前面カバー部材５の代わりに前面カバー部材２１を備えること以外は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールと同じ構成を有する。以下では、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールと異なる点に注目して説明する。

実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、ガラスなどの透光性材料（屈折率１．５）から成る前面カバー部材２１とＰＥＴなどから成る裏面カバー部材６との間に、ＥＶＡなどから成る透光性を有する透明充填材７（屈折率：１．５、厚さ：約２〜４ｍｍ）が挟持されている。

透明充填材７の中には、太陽電池セル１（厚さ：約０．２ｍｍ）および太陽電池セル１間の配線接続に使用されるインターコネクタ２、３が埋め込まれている。隣り合う太陽電池セル１は、所定の距離（１〜２ｍｍ）を隔てて略同一平面上に規則的に配列されている。

また、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０には、反射部材８として実施の形態１の場合と同様に反射部材１４、１５、１６、１８、１９および直方体反射部材１７が設けられており、これらの反射部材は、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０のほぼ全ての領域に太陽電池セル１の側部に沿った形状で配置され、絶縁樹脂製の接着部材９によって裏面カバー部材６の受光面側に接着されている。

前面カバー部材２１は、実施の形態１の前面カバー部材５とは異なり、反射部材８と対向する領域に、凹形状に加工された加工部２１ａを有する。すなわち、前面カバー部材２１は、図７に示すように反射部材８と対向する領域が反射部材８の表面形状に略沿った逆Ｖ字型形状に加工されている。そして、前面カバー部材２１は、太陽電池セル１に対向する領域の厚みが、それ以外の領域よりも厚くなっている。このとき、透明充填材７の厚みは、反射部材８の凸部が前面カバー部材２１の加工部２１ａに接触しないように設定される。なお、前面カバー部材２１における反射部材８と対向する領域の形状は、反射部材８の表面形状に略沿ったＶ字型ではなく、丸みを帯びた形状とされてもよい。

前面カバー部材２１にこのような加工を施すことで、加工を施さない場合よりも太陽電池セル１に対向する領域等の透明充填材７の厚みを薄くすることができる。すなわち、前面カバー部材２１と裏面カバー部材６との間に挟持されている透明充填材７の厚みを実施の形態１の透明充填材７の厚さ約４ｍｍより薄くすることができ、透明充填材７の使用量の低減が可能である。また、透明充填材７を前面カバー部材２１の屈折率１．５より大きい屈折率の材料により構成すれば、前面カバー部材２１の加工部２１ａで光透過の経路が変わり、光散乱などの効果を利用することができる。また、前面カバー部材２１における加工部２１ａにガラスビーズなどの光散乱材料を組み込んで光散乱による効果を利用してもよい。

なお、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールは、前面カバー部材２１に上記の加工部２１ａを設けること以外は実施の形態１の場合と同様にして作製できる。

上述したように、実施の形態２によれば、実施の形態１の場合と同様に太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０を、反射回数が１回の単反射で太陽電池セル１の表面に効率良く集光することが可能となる。これにより、太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０の光経路を最適化して光反射界面での光損失を抑制し、太陽光１０を有効に利用することができるため、太陽電池セル１の光電変換効率が向上する。すなわち、実施の形態１によれば、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０を反射して利用する際に、反射光の経路の最適化を図って光の多重反射による光損失を抑制でき、太陽光１０を有効に利用できる。

また、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０のほぼ全ての領域に太陽電池セル１の側部に沿った形状で反射部材を配置することにより、光損失につながる太陽電池セル１が配置されない領域２０に入射する光を無駄なく受光面に集光できる。

また、実施の形態２によれば、前面カバー部材２１における反射部材８と対向する領域が、対向する反射部材８の表面形状に略沿った形状に加工されている。これにより、太陽電池セル１に対向する領域等の透明充填材７の厚みが薄くなり、透明充填材７の使用量の低減が可能である。

したがって、実施の形態２によれば、透明充填材７の使用量を低減するとともに光電変換効率に優れた太陽電池モジュールを実現できる。

実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおける隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域の一部を示す要部断面図であり、図２および図７に対応する図である。実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、裏面カバー部材６の代わりに裏面カバー部材２２を備えること以外は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールと同じ構成を有する。すなわち、反射部材８の代わりに該反射部材８に相当する加工部２２ａを備えること以外は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールと同じ構成を有する。以下では、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールと異なる点に注目して説明する。

実施の形態３にかかる太陽電池モジュールは、ガラスなどの透光性材料（屈折率１．５）から成る前面カバー部材２１とＰＥＴやＰＶＦ等の高分子材料に白色加工した材料から成る裏面カバー部材２２との間に、ＥＶＡなどから成る透光性を有する透明充填材７（屈折率：１．５、厚さ：約２〜４ｍｍ）が挟持されている。

透明充填材７の中には、太陽電池セル１（厚さ：約０．２ｍｍ）および太陽電池セル１間の配線接続に使用されるインターコネクタ２、３が埋め込まれている。隣り合う太陽電池セル１は、所定の距離（１〜２ｍｍ）を隔てて同一平面上に規則的に配列されている。

裏面カバー部材２２は、太陽電池セル１側の面上に、上記の反射部材８に相当する形状に加工された反射部材として加工部２２ａを有している。加工部２２ａは、上記の反射部材１４、１５、１６、１８、１９および直方体反射部材１７に対応する形状に加工された凸部を含み、これらの反射部材と同じ機能を有する。そして、加工部２２ａは、裏面カバー部材２２における太陽電池セル１側の面上に加工により直接設けられており、接着部材９を使用せずに裏面カバー部材２２に配置されている。

図８においては、反射部材１４に相当する形状であって長方形（幅：１〜２ｍｍ、高さ約１．５ｍｍ）上に二等辺三角形（底角：５５〜７０度、高さ：約１．５ｍｍ、底辺：１〜２ｍｍ）が形成された縦断面形状を有する凸型反射形状に加工された加工部２２ａが、裏面カバー部材２２における太陽電池セル１側の面上に形成された状態を示している。
図８に示す加工部２２ａは、太陽電池モジュールの面方向における太陽電池セル１間の隙間領域、すなわち、加工部２２ａは、裏面カバー部材２２の受光面側の面上において太陽電池セル１が配置されない領域２０に対応する領域に、二等辺三角形状を受光面側に向けて形成されている。そして、この加工部２２ａにおいては、二等辺三角形の側面に対応する面が反射傾斜面とされる。したがって、図８に示す加工部２２ａは、受光面側に向けて２つの反射傾斜面を有している。

太陽電池セル１の受光面側の高さは、裏面カバー部材２２の加工部２２ａの側面の高さを考慮して、裏面カバー部材２２の受光面側の平坦面から約１．５ｍｍ以下の高さに設置されている。また、太陽電池モジュールの面内方向において、太陽電池セル１の側部の位置は、加工部２２ａの側部の位置とほぼ一致（当接）するように設置されている。
太陽電池セル１の側部と、加工部２２ａの側部とは接触（当接）してもよい。

図８に示されるように、太陽電池モジュールの受光面側において前面カバー部材５に入射された太陽光１０のうち隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域に対応する領域に入射された太陽光１０は、加工部２２ａの受光面側に設けられた反射傾斜面で一度反射されて、加工部２２ａに隣接する太陽電池セル１の受光面側に到達する。これにより、隣り合う太陽電池セル１間の隙間領域に対応する領域に入射された光損失につながる入射光を有効利用することができ、太陽電池セル１の光電変換効率を向上させることができる。

つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの製造方法について説明する。まず、公知の方法により複数の太陽電池セル１を作製する。そして、インターコネクタ２、３によって複数の太陽電池セル１を電気的に直列接続することでストリングを作製する。

つぎに、ＰＥＴまたはＰＶＦ等の高分子材料に白色加工した材料から成る裏面カバー部材２２を形成する。ここで、裏面カバー部材２２の一面側には、上記の反射部材１４、１５、１６、１８、１９および直方体反射部材１７に対応した形状を有する加工部２２ａを加工形成する。

その後は、実施の形態１、２と同様の製造工程を実施することにより実施の形態３にかかる太陽電池モジュールが得られる。

上述したように、実施の形態３によれば、実施の形態１、２の場合と同様に太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０を、反射回数が１回の単反射で太陽電池セル１の表面に効率良く集光することが可能となる。これにより、太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０の光経路を最適化して光反射界面での光損失を抑制し、太陽光１０を有効に利用することができるため、太陽電池セル１の光電変換効率が向上する。すなわち、実施の形態３によれば、太陽電池モジュールの面方向において太陽電池セル１が配置されない領域２０に照射される太陽光１０を反射して利用する際に、反射光の経路の最適化を図って光の多重反射による光損失を抑制でき、太陽光１０を有効に利用できる。

また、実施の形態３によれば、実施の形態２の場合と同様に前面カバー部材２１における反射部材８と対向する領域が、対向する反射部材８の表面形状に略沿った形状に加工されている。これにより、太陽電池セル１に対向する領域等の透明充填材７の厚みを薄くなり、透明充填材７の使用量の低減が可能である。

また、実施の形態３によれば、反射部材８に相当する反射部材である加工部２２ａが裏面カバー部材２２と一体に成型されている、すなわち加工部２２ａが接着部材を使用しないで形成されるため、製造に要する材料を削減でき、反射部材と裏面カバー部材との接着を行う工程を省略することができる。

したがって、実施の形態３によれば、少ない製造材料により簡略な工程で形成可能であり、光電変換効率に優れた太陽電池モジュールを実現できる。

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、太陽電池セル間の隙間に照射される太陽光の有効利用による光電変換効率に優れた太陽電池モジュール実現に有用である。

１ 結晶系太陽電池セル（太陽電池セル）
２ インターコネクタ
３ インターコネクタ
４ 表面電極
５ 前面カバー部材
６ 裏面カバー部材
７ 透明充填材
８ 反射部材
９ 接着部材
１０ 太陽光
１１ 第１隙間領域
１２ 第２隙間領域
１３ 第３隙間領域
１４ 反射部材
１５ 反射部材
１６ 反射部材
１７ 直方体反射部材
１８ 反射部材
１９ 反射部材
２０ 太陽電池セルが配置されない領域
２１ 前面カバー部材
２１ａ 加工部
２２ 裏面カバー部材
２２ａ 加工部
３１ フレーム

Claims (15)

1. 同一平面上において隙間領域を有して配列された複数の太陽電池セルが、前面カバー部材と裏面カバー部材との間に受光面を前記前面カバー部材に向けて配置された太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池セルの受光面よりも前記前面カバー部材側に突出するとともに前記受光面に対して傾斜して設けられて前記前面カバー部材側から前記隙間領域に対応する領域に入射した光を反射してその反射光を前記太陽電池セルの受光面に直接入射させる傾斜反射面を有する反射部材を、前記隙間領域に対応する領域に備えること、
   を特徴とする太陽電池モジュール。
2. 隣り合う前記反射部材の側部と前記太陽電池セルの側部との前記太陽電池モジュールの面方向における位置が略一致していること、
   を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記反射部材は、前記隙間領域の長手方向に沿って延在すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記反射部材は前記傾斜反射面を複数有し、
   前記複数の傾斜反射面のそれぞれは、前記反射光を各傾斜反射面に隣接する個別の前記太陽電池セルの受光面に直接入射させること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記反射部材は、前記反射光を前記反射部材に隣接する複数の前記太陽電池セルの受光面に均等に入射させること、
   を特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
6. 隣接する前記複数の太陽電池セルがインターコネクタを用いて電気的に接続され、
   前記反射部材は、前記インターコネクタに接触しないように設けられていること、
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
7. 前記反射部材は、前記裏面カバー部材における前記前面カバー部材側の面に接着されていること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
8. 前記反射部材は、前記裏面カバー部材における前記前面カバー部材側の面に前記裏面カバー部材と一体に成型されていること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
9. 前記前面カバー部材は、前記反射部材と対向する領域が凹形状を有し、前記太陽電池セルと対向する領域の厚みが前記反射部材と対向する領域の厚みよりも厚いこと、
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール。
10. 前面カバー部材と裏面カバー部材との間に、隣接する太陽電池セル間に隙間領域を有するように複数の太陽電池セルを受光面が前記前面カバー部材に向いた状態で同一平面上に透明充填材を介して配置する太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記隙間領域に対応する領域に、前記前面カバー部材側から前記隙間領域に対応する領域に入射した光を反射してその反射光を前記太陽電池セルの受光面に直接入射させる傾斜反射面を有する反射部材を、前記太陽電池セルの受光面よりも前記前面カバー部材側に突出するとともに前記受光面に対して傾斜させて配置すること、
    を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
11. 隣り合う前記反射部材の側部と前記太陽電池セルの側部との前記太陽電池モジュールの面方向における位置を略一致させること、
    を特徴とする請求項１０に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
12. 隣接する前記複数の太陽電池セルをインターコネクタを用いて電気的に接続し、
    前記反射部材が前記インターコネクタに接触しないように前記反射部材を配置すること、
    を特徴とする請求項１０または１１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
13. 前記反射部材を前記裏面カバー部材における前記前面カバー部材側の面に接着すること、
    を特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
14. 前記反射部材を前記裏面カバー部材における前記前面カバー部材側の面に前記裏面カバー部材と一体に成型すること、
    を特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
15. 前記前面カバー部材における前記反射部材と対向する領域に凹形状を設けて前記太陽電池セルと対向する領域の厚みを前記反射部材と対向する領域の厚みよりも厚くすること、
    を特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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