JP2013138236A - 透光性太陽電池モジュールとその製造方法及び太陽電池パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】透光性に優れ且つ発電効率も良好な透光性太陽電池を提供する。
【解決手段】透明基体2と、その表面の一部に設けられた光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層3と、ミラー電極層3上に順に設けられたp型半導体層5とn型半導体層6からなる太陽電池部4とを有する太陽電池ユニットが多段に配置され、且つ太陽電池部4の表面側に設けられた電極9と電気的に接続された一方の配線と、ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線とを有してなる透光性太陽電池モジュール1であって、これらの太陽電池ユニットは、任意の太陽電池ユニットの太陽電池部4を構成するn型半導体層6に一方から入射した光7が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニットに隣接配置された太陽電池ユニットのミラー電極層3で反射されて他方側に達するように、各太陽電池ユニット同士が配列された透光性太陽電池モジュール1。
【選択図】図1
【解決手段】透明基体2と、その表面の一部に設けられた光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層3と、ミラー電極層3上に順に設けられたp型半導体層5とn型半導体層6からなる太陽電池部4とを有する太陽電池ユニットが多段に配置され、且つ太陽電池部4の表面側に設けられた電極9と電気的に接続された一方の配線と、ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線とを有してなる透光性太陽電池モジュール1であって、これらの太陽電池ユニットは、任意の太陽電池ユニットの太陽電池部4を構成するn型半導体層6に一方から入射した光7が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニットに隣接配置された太陽電池ユニットのミラー電極層3で反射されて他方側に達するように、各太陽電池ユニット同士が配列された透光性太陽電池モジュール1。
【選択図】図1
Description
本発明は、透光性に優れ且つ発電効率も良好な透光性太陽電池モジュールとその製造方法及び太陽電池パネルに関する。本発明の透光性太陽電池モジュール及び太陽電池パネルは、建造物の窓、外光取り入れ可能な天井などに設置するのに好適である。
本願は、2007年2月23日に出願された米国特許出願第11/678,377号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2007年2月23日に出願された米国特許出願第11/678,377号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
太陽電池モジュールや太陽電池パネル(以下、太陽電池と総称する。)の従来技術として、例えば、特許文献1,非特許文献1〜3に開示された技術が挙げられる。
日経マイクロデバイス、2006年3月号、25〜45頁
電子材料、2006年2月号、67〜72頁
コンバーテック、2006年9月号、49〜54頁
太陽電池において、照射される光の一部を透過できるようにすれば、その太陽電池で太陽光発電を行うとともに、透過した光を室内の照明光の一部として使えるようになることから、この種の透光性太陽電池は、建造物の窓、外光取り入れ可能な天井などに設置するのに好適なものとなる。
従来技術において、透光性を有し、建造物の窓等に設置可能な太陽電池としては、シリコンウエハに形成した結晶型太陽電池を適当な隙間をおいてガラスでサンドイッチするタイプか、PE-CVD法等で結晶シリコン薄膜を形成した薄膜太陽電池に微細な透過孔を設けたタイプか、色素型太陽電池(色素増感型太陽電池)が知られていた。しかしながら、結晶型太陽電池、薄膜太陽電池は透光性に劣り、透光性を確保しようとすると発電効率が悪化する問題がある。色素型太陽電池は発電効率に乏しく、また著しく着色しているために、良好な照明光が得られない問題がある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、透光性に優れ且つ発電効率も良好な透光性太陽電池の提供を目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、透明基体と、その表面の一部に設けられた光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層と、該ミラー電極層上に順に設けられたp型半導体層とn型半導体層からなる太陽電池部とを有する太陽電池ユニットが多段に配置され、且つ前記太陽電池部の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、前記ミラー電極層と電気的に接続した他方の配線とを有してなる透光性太陽電池モジュールであって、これらの太陽電池ユニットは、任意の太陽電池ユニットの太陽電池部を構成するn型半導体層に一方から入射した光が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニットに隣接配置された太陽電池ユニットのミラー電極層で反射されて他方側に達するように、各太陽電池ユニット同士が配列されたことを特徴とする透光性太陽電池モジュールを提供する。
本発明の透光性太陽電池モジュールにおいて、一方の面と該面と交差する他方の面とを有する凸部が多数連設された断面鋸刃状の多段凸部を有する透明基体の該多段凸部の一方の面に前記ミラー電極層が設けられ、該ミラー電極層上に太陽電池部が設けられたことが好ましい。
本発明の透光性太陽電池モジュールにおいて、前記多段凸部の凸部間の凹みに透明樹脂が充填されてモジュール全体が板状に形成されたことが好ましい。
本発明の透光性太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池ユニットが、略平行な2面を有する透明基体の一方の面に、前記ミラー電極層と太陽電池部とを順に積層してなり、且つ多数の太陽電池ユニットの透明基体が一列に連結されてなる構成としてもよい。
本発明の透光性太陽電池モジュールにおいて、前記透明基体同士が透明な接着剤を介して一列に連結されたことが好ましい。
また、本発明は、一方の面と該面と交差する他方の面とを有する凸部が多数連設された断面鋸刃状の多段凸部を有する透明基体の前記多段凸部の一方の面に金属材料を成膜して光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層を形成し、該ミラー電極層上に順に、p型半導体材料とn型半導体材料を成膜して太陽電池部を形成し、前記太陽電池部の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、前記ミラー電極層と電気的に接続した他方の配線とを形成して透光性太陽電池モジュールを得ることを特徴とする透光性太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
前記製造方法において、前記多段凸部の凸部間の凹みに透明樹脂を充填してモジュール全体を板状に形成する工程を更に有することが好ましい。
また、本発明は、略平行な2面を有する透明基体の一方の面を上向きとし、他方の面を下向きとして多数の透明基体を帯状又は平板状に密接して並べ、該透明基体の一方の面に金属材料を成膜して光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層を形成し、該ミラー電極層上に順に、p型半導体材料とn型半導体材料を成膜して太陽電池部を形成し、太陽電池ユニットを作製し、得られた太陽電池ユニットを、任意の太陽電池ユニットの太陽電池部の上に別の太陽電池ユニットの透明基体の他方の面が接するように多数積み重ね、前記太陽電池部の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、前記ミラー電極層と電気的に接続した他方の配線とを形成して透光性太陽電池モジュールを得ることを特徴とする透光性太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
前記製造方法において、各太陽電池ユニット間に透明な接着剤を介して多数の太陽電池ユニットを積み重ねることが好ましい。
前記製造方法において、多数の太陽電池ユニットを積み重ねた後、透光性太陽電池モジュールの周囲の少なくとも一部に透明樹脂フィルムを積層することが好ましい。
前記製造方法において、多数の太陽電池ユニットを積み重ねた後、透光性太陽電池モジュールの周囲の少なくとも一部に透明樹脂をコーティングすることも好ましい。
また、本発明は、前述した本発明に係る透光性太陽電池モジュールを筐体に固定してなる太陽電池パネルを提供する。
本発明によれば、透光性に優れ且つ発電効率も良好な透光性太陽電池を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態は本発明の例示であり、本発明は以下の具体的な例示に限定されるものではない。
図1〜図8は、本発明の透光性太陽電池モジュールの第1実施形態を示す図である。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール1は、透明基体2と、その表面の一部に設けられたミラー電極層3と、該ミラー電極層3上に設けられた太陽電池部4とを有する太陽電池ユニット12が多段に配置され、且つ太陽電池部4の表面側に設けられた電極9と電気的に接続された一方の配線10と、ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線13とを有してなり、これらの太陽電池ユニット12は、図1に示すように、任意の太陽電池ユニット12の太陽電池部4に外部(一方側)から入射した光7が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニット12の斜め上方に隣接配置された太陽電池ユニット12のミラー電極層3で反射されて室内(他方側)に達するように、各太陽電池ユニット12同士が配列されたことを特徴としている。また、本実施形態の透光性太陽電池モジュール1にあっては、図1に示すように、室内(一方側)から室外(他方側)に出射する光8についても、この光8が任意の太陽電池ユニット12のミラー電極層3に当たって反射され、この反射光が下方に配置された太陽電池ユニット12の太陽電池部4に当たり、発電した後に室外へ出射できるようになっている。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール1は、透明基体2と、その表面の一部に設けられたミラー電極層3と、該ミラー電極層3上に設けられた太陽電池部4とを有する太陽電池ユニット12が多段に配置され、且つ太陽電池部4の表面側に設けられた電極9と電気的に接続された一方の配線10と、ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線13とを有してなり、これらの太陽電池ユニット12は、図1に示すように、任意の太陽電池ユニット12の太陽電池部4に外部(一方側)から入射した光7が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニット12の斜め上方に隣接配置された太陽電池ユニット12のミラー電極層3で反射されて室内(他方側)に達するように、各太陽電池ユニット12同士が配列されたことを特徴としている。また、本実施形態の透光性太陽電池モジュール1にあっては、図1に示すように、室内(一方側)から室外(他方側)に出射する光8についても、この光8が任意の太陽電池ユニット12のミラー電極層3に当たって反射され、この反射光が下方に配置された太陽電池ユニット12の太陽電池部4に当たり、発電した後に室外へ出射できるようになっている。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール1において、透明基体2としては、一方の面と該面と交差する他方の面とを有する凸部が多数連設された断面鋸刃状の多段凸部を有する透明基体2を用いている。そして、該透明基体2の多段凸部の一方の面に、前記ミラー電極層3が設けられ、該ミラー電極層3上に太陽電池部4が設けられている。さらに、この多段凸部の凸部間の凹みには、透明樹脂11を充填してモジュール全体を板状に形成している。
この透明基体2の材料としては、透明な合成樹脂材料やガラスを用いることができ、特に、モジュールを軽量化でき、大量生産が容易であり、大面積のモジュールを安価に製造できるなどの点から、透明な合成樹脂を用いることが好ましい。透明な合成樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂や、あるいはそれらの樹脂に耐候性を付与したものなどが好ましい。また、前記透明樹脂11に関しても、前記透明基体2と同様の材料を用いて作製することができ、特に、多段凸部の凸部間の凹みに充填し硬化させることが容易な、紫外線硬化型のアクリルウレタン樹脂やエポキシアクリレートなどが好ましい。
前記ミラー電極層3の材料としては、光反射性を有すれば良く、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、クロム(Cr)などの金属薄膜が挙げられる。これらの金属薄膜からなるミラー電極層3の膜厚は、光をほぼ完全に反射できるとともに、該層上に成膜される太陽電池部4(p型半導体層5)との電気的な接続抵抗が十分に小さくなればよく、特に限定されない。これらの金属薄膜を透明基体2の一方の面のみに成膜する方法についても、特に限定されず、真空蒸着法やスパッタリング法などの薄膜形成手段、無電解メッキ法や無電解メッキ法と電解メッキ法との組み合わせなどの成膜方法を用いることができる。
前記太陽電池部4は、前記ミラー電極層3上に設けられたp型半導体層5と、該p型半導体層5上に設けられたn型半導体層6とからなっている。本発明において、太陽電池部4としては、光を照射することで電力を生じるものであればよく、従来周知の各種タイプの太陽電池、例えば、非特許文献1〜3中にも記載されている、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、球状シリコン太陽電池、GaAsなどの化合物半導体型太陽電池などの結晶系太陽電池;アモルファスシリコン太陽電池、アモルファスシリコン/結晶シリコン太陽電池、CIS(CuInSe2)などの薄膜系太陽電池;などの中から適宜選択することができる。
太陽電池部4の表面の端部には、n型半導体層6と電気的に接続した電極9が設けられている。この電極9は、n型半導体層6を形成後、ミラー電極層3の形成の際に用いた金属材料及び成膜方法を用いて、太陽電池部4表面の端部のみに金属薄膜を成膜することで形成することができ、或いは、後述する配線10,13の形成と同様に、銀ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷法、インクジェット印刷法、などの適当な印刷法で塗布し、該ペーストを硬化させる方法などによっても形成することができる。
前記一方の配線10は、太陽電池部4の表面側に設けられた電極9と電気的に接続されるように設けられている。また、前記他方の配線13は、ミラー電極層3と電気的に接続されるように設けられている。これらの配線10,13は、銀ペーストなどの導電性ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷法、インクジェット印刷法などの適当な印刷法で塗布し、該ペーストを硬化させる方法などによって形成することができる。
図2〜図4は、本実施形態の透光性太陽電池モジュール1における配線構造の第1例を示す図である。本例による配線構造は、それぞれの太陽電池ユニット12の電極9を一方の配線10によって直列接続した場合を示している。
図5〜図7は、本実施形態の透光性太陽電池モジュール1における配線構造の第2例を示す図である。本例による配線構造は、それぞれの太陽電池ユニット12の電極9を一方の配線10によって並列接続した場合を示している。
図8は、本実施形態の透光性太陽電池モジュール1を窓に取り付けた状態を示す図である。この透光性太陽電池モジュール1は、窓ガラス14の室内側、室外側どちらでも設置可能である。この透光性太陽電池モジュール1は、適当な窓枠固定治具により窓枠にネジ等によって固定してもよいし、透光性太陽電池モジュール1の光入射側にウィンドウフィルム15を一体的に接合し、ウィンドウフィルム15の粘着面を窓ガラス14に接着固定することにより、窓ガラス14に固定することもできる。また粘着剤によりモジュールを直接窓ガラス14に貼り付けることもできる。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール1は、図1及び図8に示すように、窓に取り付けた場合、窓から入射する光7が、太陽電池部4に当たり、両電極間に電圧が生じる。発生した電力は、一方の配線10と他方の配線13とによって取り出され、種々の用途に使用することができる。一方、太陽電池部4で反射された光は、上方にあるミラー電極層3に反射され、透明基体2を透過して室内に達し、照明光として利用される。
また、室内から室外に出射される光8は、ミラー電極層3に反射され、下方にある太陽電池部4に当たり、両電極間に電圧が生じる。発生した電力は、一方の配線10と他方の配線13とによって取り出され、種々の用途に使用することができる。
なお、図8に示す透光性太陽電池モジュール1の使用形態においては、透光性太陽電池モジュール1を窓ガラス14に取り付けた場合を例示しているが、透光性太陽電池モジュール1の使用形態はこれに限定されるものではなく、例えば、外光取り入れ可能な天井、建造物外の太陽光発電設備、透光性の雨避け、高速道路や鉄道などの防音壁側壁や天井材など、種々の使用形態をとることができる。
図9は、本発明の透光性太陽電池モジュールの製造方法の一例として、前述した透光性太陽電池モジュール1を製造する場合を説明する図である。
本例による製造方法は、まず、一方の面と該面と交差する他方の面とを有する凸部が多数連設された断面鋸刃状の多段凸部を有する透明基体2を用意し、これをミラー電極層3となる金属材料17と太陽電池部4を形成する半導体材料18,19とを成膜可能な成膜装置内に入れる。成膜装置はそれぞれの材料を連続で成膜可能なように独立したチャンバー16が連接した装置であってもよいし、1台の成膜装置で順次成膜を行ってもよい。
この成膜方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法、CVD法などの薄膜形成プロセスが挙げられる。これらの薄膜形成プロセスにより透明基体2に各層を成膜する場合には、高度の真空状態を維持可能な真空チャンバー16内に、前記透明基体2と前記各材料の一方又は両方を相対移動可能にセットし、透明基体2の一方の面に、ミラー電極層3、p型半導体層5、n型半導体層6を順次成膜して、多数の太陽電池ユニット12を形成することが望ましい。各層の形成時、透明基体2の他方の面は、鋸刃状の凸部の角度を精密に制御することで各材料の付着を抑えられるが、マスクで局部的に覆うか、レジスト膜を形成することによって、各層の材料が付着しないようにしておくことが望ましい。
一方の面にミラー電極層3と太陽電池部4とを成膜後、得られた透光性太陽電池モジュールを真空チャンバー16から取り出す。
次いで、前記太陽電池部4の表面側に電極9を形成すると共に、この電極9と電気的に接続した一方の配線10と、前記ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線13とを、導電ペーストを用いた印刷法などによって形成する。その後、紫外線硬化型シートや汎用で用いられる熱可塑性樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂や、あるいはそれらの樹脂に耐候性を付与した透明な合成樹脂、を加熱しながら貼付する充填工程を行って透光性太陽電池モジュール1を得る。紫外線硬化型シートとしては、例えば日本国特許出願第2003−123332号に記載のものを適宜使用することができる。なお、電極9を形成して充填工程を行った後に、配線10、13を形成することも可能である。
図10は、本発明の透光性太陽電池モジュールの第2実施形態を示す図である。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール20は、略平行な2面を有する透明基体21と、その表面の一部に設けられたミラー電極層3と、該ミラー電極層3上に設けられた太陽電池部4とを有する太陽電池ユニット22が多段に積み重ねられ、これらの太陽電池ユニット22は、任意の太陽電池ユニット22の太陽電池部4に外部から入射した光7が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニット22の上方に積層された太陽電池ユニット22のミラー電極層3で反射されて室内側に達するようになっている。なお、図10には明確に図示されていないが、本実施形態の透光性太陽電池モジュール20についても、前述した第1実施形態の透光性太陽電池モジュール1と同様に、太陽電池部4の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線とを有している。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール20は、略平行な2面を有する透明基体21と、その表面の一部に設けられたミラー電極層3と、該ミラー電極層3上に設けられた太陽電池部4とを有する太陽電池ユニット22が多段に積み重ねられ、これらの太陽電池ユニット22は、任意の太陽電池ユニット22の太陽電池部4に外部から入射した光7が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニット22の上方に積層された太陽電池ユニット22のミラー電極層3で反射されて室内側に達するようになっている。なお、図10には明確に図示されていないが、本実施形態の透光性太陽電池モジュール20についても、前述した第1実施形態の透光性太陽電池モジュール1と同様に、太陽電池部4の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、ミラー電極層3と電気的に接続した他方の配線とを有している。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール20において、太陽電池ユニット22は、断面平行四辺形をなす透明基体21の一方の面に、ミラー電極層3と太陽電池部4とを順に積層してなり、且つ多数の太陽電池ユニットの透明基体21が透明な接着剤層23を介して多段に積み重ねられ、全体として板状に形成されている。なお、透明基体21の断面は、平行四辺形に限らず、正方形、長方形、等であってもよい。
本実施形態の透光性太陽電池モジュール20において、透明基体21、ミラー電極層3、太陽電池部4、電極及び配線の材料は、前述した第1実施形態の透光性太陽電池モジュール1における各部と同様の材料を用いて構成することができる。
図11は、本発明の透光性太陽電池モジュールの製造方法の他の例として、前述した第2実施形態の透光性太陽電池モジュール20を製造する場合を説明する図である。
本例による製造方法は、まず、断面平行四辺形をなす多数の透明基体21を連結して板状の透明基体とし、その裏面(他方の面)に透明な接着剤層23を形成し、或いは透明な両面テープを貼着し、多数の透明基体21を分離可能に板状とする。
次に、前記板状に連結した透明基体21を、図9に示す薄膜形成装置の真空チャンバー16内に入れる。この時、透明基体21は、接着剤層23を設けていない被成膜面を下向きとしてセットする。この真空チャンバー16内には、図9に示すように、ミラー電極層3となる金属材料17と太陽電池部4を形成する半導体材料18,19とが配置され、また前記透明基体21と前記各材料の一方又は両方が相対移動可能にセットされている。
次に、高度の真空下において、透明基体21の一方の面に、ミラー電極層3、p型半導体層5、n型半導体層6を順次成膜して、太陽電池ユニット22を形成する。
次に、真空チャンバー16から太陽電池ユニット22を取り出し、図11に示すように、個々の太陽電池ユニット22に分割し、さらに多数の太陽電池ユニット22を積み重ねる。それぞれの太陽電池ユニット22間は、接着剤層23により接着固定すると共に、積層体の周囲に透明な補強用のフィルム24を接合したり透明樹脂をコーティングすることで、板状の透光性太陽電池モジュール20が得られる。
なお、上記実施形態においては、透明基体21を予め切断し、それらを連結して分離可能な板状としてから成膜工程を行う構成となっているが、透明基体21を切断せずに成膜した後、断面平行四辺形等をなす形状に切断し、これを積み重ねることによって透光性太陽電池モジュール20を製造することも可能である。
前述した各実施形態の透光性太陽電池モジュール1,20は、図12〜図20に示すように、複数枚(図12〜図20における各例示では4枚)の透光性太陽電池モジュール1,20を並べて配置した大型モジュール25A〜25Hとすることができる。さらに、これらの大型モジュール25A〜25Hを適当な筐体に固定して、太陽電池パネルを構成することもできる。
図12及び図13は大型モジュールの第1例を示す図であり、このモジュール25Aは、両短辺中央に電力取出用の電極26を配置している。
図14は大型モジュールの第2例を示す図であり、このモジュール25Bは、片方の短辺両端に電極26を配置している。
図15はモジュールの第3例を示す図であり、このモジュール25Cは、両短辺中央及び両短辺両端にそれぞれ電極26を配置している。
図16はモジュールの第4例を示す図であり、このモジュール25Dは、両短辺両端に電極26を配置している。
図17はモジュールの第5例を示す図であり、このモジュール25Eは、両短辺両端に電極26を配置している。
図18はモジュールの第6例を示す図であり、このモジュール25Fは、両短辺中央に電極26を配置している。
図19はモジュールの第7例を示す図であり、このモジュール25Gは、両短辺両端に電極26を配置している。
図20はモジュールの第8例を示す図であり、このモジュール25Hは、片方の短辺両端に電極26を配置している。
図14は大型モジュールの第2例を示す図であり、このモジュール25Bは、片方の短辺両端に電極26を配置している。
図15はモジュールの第3例を示す図であり、このモジュール25Cは、両短辺中央及び両短辺両端にそれぞれ電極26を配置している。
図16はモジュールの第4例を示す図であり、このモジュール25Dは、両短辺両端に電極26を配置している。
図17はモジュールの第5例を示す図であり、このモジュール25Eは、両短辺両端に電極26を配置している。
図18はモジュールの第6例を示す図であり、このモジュール25Fは、両短辺中央に電極26を配置している。
図19はモジュールの第7例を示す図であり、このモジュール25Gは、両短辺両端に電極26を配置している。
図20はモジュールの第8例を示す図であり、このモジュール25Hは、片方の短辺両端に電極26を配置している。
図21は、本発明の太陽電池パネルの一実施形態を示す図である。本実施形態の太陽電池パネル27は、前述した大型モジュール25Aを3段×2列に並べて筐体28に固定した構造になっている。本発明において、太陽電池パネル27に搭載するモジュールの枚数や配置は特に限定されない。また、筐体28は、モジュールを通して光を透過できるように枠状構造体とするか、或いは透明材料で作製することが望ましい。
本発明により、透光性に優れ且つ発電効率も良好な透光性太陽電池を提供することが可能となり産業上極めて有用なものである。
1 透光性太陽電池モジュール
2 透明基体
3 ミラー電極層
4 太陽電池部
5 p型半導体層
6 n型半導体層
7、8 光
9 電極
10 一方の配線
11 透明樹脂
12 太陽電池ユニット
13 他方の配線
14 窓ガラス
15 ウィンドウフィルム
16 真空チャンバー
17 金属材料
18 半導体材料
19 半導体材料
20 透光性太陽電池モジュール
21 透明基体
22 太陽電池ユニット
23 接着剤層
24 フィルム
25A〜25H 大型モジュール(透光性太陽電池モジュール)
26 電極
27 太陽電池パネル
28 筐体
2 透明基体
3 ミラー電極層
4 太陽電池部
5 p型半導体層
6 n型半導体層
7、8 光
9 電極
10 一方の配線
11 透明樹脂
12 太陽電池ユニット
13 他方の配線
14 窓ガラス
15 ウィンドウフィルム
16 真空チャンバー
17 金属材料
18 半導体材料
19 半導体材料
20 透光性太陽電池モジュール
21 透明基体
22 太陽電池ユニット
23 接着剤層
24 フィルム
25A〜25H 大型モジュール(透光性太陽電池モジュール)
26 電極
27 太陽電池パネル
28 筐体
Claims (12)
- 透明基体と、その表面の一部に設けられた光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層と、該ミラー電極層上に順に設けられたp型半導体層とn型半導体層からなる太陽電池部とを有する太陽電池ユニットが多段に配置され、且つ前記太陽電池部の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、前記ミラー電極層と電気的に接続した他方の配線とを有してなる透光性太陽電池モジュールであって、
これらの太陽電池ユニットは、任意の太陽電池ユニットの太陽電池部を構成するn型半導体層に一方から入射した光が当たり反射して、該反射光が前記任意の太陽電池ユニットに隣接配置された太陽電池ユニットのミラー電極層で反射されて他方側に達するように、各太陽電池ユニット同士が配列されたことを特徴とする透光性太陽電池モジュール。 - 一方の面と該面と交差する他方の面とを有する凸部が多数連設された断面鋸刃状の多段凸部を有する透明基体の該多段凸部の一方の面に前記ミラー電極層が設けられ、該ミラー電極層上に太陽電池部が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の透光性太陽電池モジュール。
- 前記多段凸部の凸部間の凹みに透明樹脂が充填されてモジュール全体が板状に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の透光性太陽電池モジュール。
- 前記太陽電池ユニットが、略平行な2面を有する透明基体の一方の面に、前記ミラー電極層と太陽電池部とを順に積層してなり、且つ多数の太陽電池ユニットの透明基体が一列に連結されてなることを特徴とする請求項1に記載の透光性太陽電池モジュール。
- 前記透明基体同士が透明な接着剤を介して一列に連結されたことを特徴とする請求項4に記載の透光性太陽電池モジュール。
- 一方の面と該面と交差する他方の面とを有する凸部が多数連設された断面鋸刃状の多段凸部を有する透明基体の前記多段凸部の一方の面に金属材料を成膜して光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層を形成し、
該ミラー電極層上に順に、p型半導体材料とn型半導体材料を成膜して太陽電池部を形成し、
前記太陽電池部の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、前記ミラー電極層と電気的に接続した他方の配線とを形成して透光性太陽電池モジュールを得ることを特徴とする透光性太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記多段凸部の凸部間の凹みに透明樹脂を充填してモジュール全体を板状に形成する工程を更に有することを特徴とする請求項6に記載の透光性太陽電池モジュールの製造方法。
- 略平行な2面を有する透明基体の一方の面を上向きとし、他方の面を下向きとして多数の透明基体を帯状又は平板状に密接して並べ、該透明基体の一方の面に金属材料を成膜して光反射性を有する金属薄膜からなるミラー電極層を形成し、
該ミラー電極層上に順に、p型半導体材料とn型半導体材料を成膜して太陽電池部を形成し、太陽電池ユニットを作製し、
得られた太陽電池ユニットを、任意の太陽電池ユニットの太陽電池部の上に別の太陽電池ユニットの透明基体の他方の面が接するように多数積み重ね、
前記太陽電池部の表面側に設けられた電極と電気的に接続された一方の配線と、前記ミラー電極層と電気的に接続した他方の配線とを形成して透光性太陽電池モジュールを得ることを特徴とする透光性太陽電池モジュールの製造方法。 - 各太陽電池ユニット間に透明な接着剤を介して多数の太陽電池ユニットを積み重ねることを特徴とする請求項8に記載の透光性太陽電池モジュールの製造方法。
- 多数の太陽電池ユニットを積み重ねた後、透光性太陽電池モジュールの周囲の少なくとも一部に透明樹脂フィルムを積層することを特徴とする請求項9に記載の透光性太陽電池モジュールの製造方法。
- 多数の太陽電池ユニットを積み重ねた後、透光性太陽電池モジュールの周囲の少なくとも一部に透明樹脂をコーティングすることを特徴とする請求項9に記載の透光性太陽電池モジュールの製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の透光性太陽電池モジュールを筐体に固定してなる太陽電池パネル。
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