JP2014078767A

JP2014078767A - 光透過型太陽電池モジュール

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Publication number: JP2014078767A
Application number: JP2014021306A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Higashida; 晋平東田
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Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: JP5693762B2

Abstract

【課題】発電部の表面から裏面に光が透過する光透過部を有する光透過型太陽電池モジュールにおいて、光透過部の光透過パターンがその前後に配置される構造物のパターンや図柄等と極力干渉しないようにする。
【解決手段】光透過型太陽電池モジュール１Ｅは、シースルーライン１８ｅがスクライブライン１７ｅと交差する方向に曲線状に形成されており、スクライブライン１７ｅの方向に間隔を存して複数形成されている構成となっている。
【選択図】図１３

Description

本発明は、光透過型太陽電池モジュールに関する。

従来、発電機能に加えて入射光の一部を表面側から裏面側へ透過させる採光機能を備えた光透過型太陽電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）。

図１４は、従来の光透過型太陽電池モジュール１００の外観構成の一例を示す裏面側から見た平面図、図１５は、図１４に示すＥ部分の拡大図である。

この光透過型太陽電池モジュール１００は、例えば、横約６００ｍｍ、縦約１０００ｍｍの縦長形状に形成されており、図示は省略しているが、縦長の長方形状に形成された透光性絶縁基板上に、透明な表面電極層、光電変換層及び裏面電極層を順に積層して、複数の太陽電池セル１０２，１０２，・・・からなる発電部１００Ａを形成している。また、この例では、発電部１００Ａは、分離ライン（分離溝）１１０によって縦方向に複数の発電領域１００Ａ１〜１００Ａ９に分離（この例では、９つの発電領域に分離）されている。すなわち、分離ライン１１０は、裏面電極層から透光性絶縁基板まで貫通するように形成されており、かつ、隣接する発電領域間の放電リスクを防止するために、沿面距離を確保する必要から、十分幅広に形成されている。

また、各発電領域１００Ａ１〜１００Ａ９は、横方向に形成された例えば７個の太陽電池セル１０２，１０２，・・・が、直列に接続された構成となっている。そのため、各発電領域１００Ａ１〜１００Ａ９には、７個の太陽電池セル１０２を直列に接続するために、裏面電極層を分離する６本のスクライブライン（以下、この明細書において第３スクライブラインともいう。）１０５が横方向に所定の間隔を存して形成されている。この第３スクライブライン１０５は、裏面電極層及び光電変換層が除去されて、表面電極層まで達するように形成されている。

さらに、各発電領域１００Ａ１〜１００Ａ９には、図１５に拡大して示すように、裏面電極層及び光電変換層が除去されて、表面電極層まで達する採光用のシースルーライン１０８が、縦方向に所定の間隔を存して、第３スクライブライン１０５と直交する横方向に所定の本数だけ形成されている。シースルーライン１０８の形成間隔及び形成本数は、光透過型太陽電池モジュール１００の透過率を何パーセントに設定するのかによって決定される。

ここで、分離ライン１１０は、上記したように沿面距離を確保する必要から、ライン幅が例えば０．３８ｍｍに形成されており、シースルーライン１０８は例えば０．１ｍｍに形成されており、第３スクライブライン１０５は例えば０．０８ｍｍに形成されている。

このように構成された従来の光透過型太陽電池モジュール１００は、各発電領域１００Ａ１〜１００Ａ９を直列または並列または直並列に接続して出力を取り出すようになっている。

上記で説明したように、従来の光透過型太陽電池モジュール１００は、光が透過するラインとして、採光用のシースルーライン１０８の他、このシースルーライン１０８と同様に裏面電極層及び光電変換層が除去されて、表面電極層まで達する第３スクライブライン１０５、及び裏面電極層、光電変換層及び表面電極層が除去されて、透光性絶縁基板まで達する分離ライン１１０の３種類のラインが存在することになる。

特開２００２−４３５９４号公報特開２００２−２９９６６６号公報

ところで、このようにシースルーライン１０８や第３スクライブライン１０５及び分離ライン１１０を太陽電池モジュール１００の各辺に対して平行に、かつ、規則的に細かく配置した構造の従来の光透過型太陽電池モジュール１００を、窓ガラスや屋根、ショーウィンドウ等に配置した場合、網戸やブラインド、レースカーテンやディスプレイモニター、デザイン画、その他の構造物との干渉によって干渉縞が発生する可能性がある。すなわち、光透過型太陽電池モジュールの光透過パターンと、その前後に配置される構造物自体のパターンや図柄等とが干渉することによって干渉縞が発生する可能性がある。そして、干渉縞が発生した場合には、光透過型太陽電池モジュールの前後に配置する物の意匠的価値が大きく低下する可能性があった。また、日常生活の場においては、干渉縞が常に見えることで大きなストレスの原因になったり、目の錯覚を起こして危険を生じる可能性もあるといった問題があった。

このような問題を解決するためには、光透過型太陽電池モジュールの光透過パターンを、その前後に配置する構造物と極力干渉縞を発生しないようなパターンにすることが考えられる。

ところで、このような干渉縞の発生を抑えるように工夫することは、液晶表示装置の分野では従来から行われている。例えば、特開昭５８−２８２１号公報に開示された液晶表示体装置は、液晶表示セルの液晶駆動電極表面に穴または突起を多数配置した構成となっている。具体的には、干渉縞ができないように液晶駆動電極表面に凹凸パターンを形成している。また、凹凸パターンが円形の穴の場合、円の大きさ及び間隔をランダムに形成することも提案てれている。このような凹凸パターンは、シリコン基板上にスイッチング素子等を作り込む工程において、ホトリソグラフィー技術にて任意の凹凸パターンを多数作り込む方法によって形成されている。

このように、液晶表示装置の分野では干渉縞を無くす工夫がされているが、光透過型太陽電池モジュールの分野においては、配置する構造物との干渉縞を無くす工夫がされているものはなかった。これは、液晶表示装置が元々画像を表示すること、すなわち人に見せることを目的としているのに対し、光透過型太陽電池モジュールは発電用に利用されるものであり、元々、見る対象として利用されるものではないことに起因している。

また、光透過型太陽電池モジュールの干渉縞を無くすために、特開昭５８−２８２１号公報に開示された液晶表示体装置の構成を適用しようとしても、元々、その構造が全く異なる液晶表示装置の構成を光透過型太陽電池モジュールに適用することはできず、現在のところ、前後に配置される構造物との干渉縞を無くすように工夫された光透過型太陽電池モジュールは提案されていない。

本発明はかかる実情に鑑みて創案されたもので、その目的は、発電部の表面から裏面に光が透過する光透過部を有する光透過型太陽電池モジュールにおいて、光透過部の光透過パターンがその前後に配置される構造物のパターンや図柄等と極力干渉しないように工夫された光透過型太陽電池モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の光透過型太陽電池モジュールは、発電部の表面から裏面に光が透過する光透過部を有する光透過型太陽電池モジュールであって、前記発電部は、透光性絶縁基板上に、表面電極層、光電変換層及び裏面電極層が順に積層された複数の太陽電池セルによって形成され、前記光透過部は、前記裏面電極層及び前記光電変換層が除去されて形成され、前記光透過部は、光を透過させるためのシースルー部と前記複数の太陽電池セルを直列に接続するために裏面電極層を分離するスクライブラインとを含み、前記シースルー部は、前記スクライブラインと交差する方向に曲線状に形成されており、前記スクライブラインの方向に間隔を存して複数形成されている。

本発明によれば、シースルー部は、スクライブラインと交差する方向に曲線状に形成されており、スクライブラインの方向に間隔を存して複数形成されていることで、この光透過型太陽電池モジュールを窓ガラス等に配置した場合、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合でも、網目のパターンとシースルー部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

また、本発明の光透過型太陽電池モジュールでは、前記シースルー部は、波形である。

また、本発明の光透過型太陽電池モジュールでは、前記光透過部は、前記発電部の発電領域を分離する分離ラインを含み、前記分離ラインが、曲線状のラインである。

上記の構成によれば、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合でも、網目のパターンと分離ラインの光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

また、本発明の光透過型太陽電池モジュールでは、前記スクライブラインが曲線状のラインである。

上記の構成によれば、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合でも、網目のパターンとスクライブラインの光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

光透過型太陽電池モジュールを窓ガラスや屋根、ショーウィンドウ等に配置した場合、網戸やブラインド、レースカーテンやディスプレイモニター、デザイン画、その他の構造物などとの干渉縞が発生する可能性があるが、本発明の光透過型太陽電池モジュールは光透過部となるシースルー部を曲線状に形成しているので、その前後に配置される構造物のパターンや図柄等との干渉を低減または見えなくなる程度まで抑えることができる。これにより、光透過型太陽電池モジュールの前後に配置する物の意匠価値を大きく低下させることがない。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなるとで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができ、さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

光透過型太陽電池モジュールの基本構成を示す裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。図１に示す光透過型太陽電池モジュールのＡ部分の拡大図である。図１に示す光透過型太陽電池モジュールのＡ部分をＸ方向から見た部分拡大断面図である。図１に示す光透過型太陽電池モジュールのＡ部分をＹ方向から見た部分拡大断面図である。具体例１の光透過型太陽電池モジュールの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。図５に示す光透過型太陽電池モジュールのＢ部分の拡大図である。具体例１の光透過型太陽電池モジュールを網戸の後ろに配置した状態を模式的に示す斜視図である。具体例１の光透過型太陽電池モジュールを網戸の前に配置した状態を模式的に示す斜視図である。具体例２の光透過型太陽電池モジュールの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。図８に示す光透過型太陽電池モジュールのＣ部分の拡大図である。具体例３の光透過型太陽電池モジュールの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。図１０に示す光透過型太陽電池モジュールのＤ部分の拡大図である。具体例４の光透過型太陽電池モジュールの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。具体例５の光透過型太陽電池モジュールの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。従来の光透過型太陽電池モジュールの外観構成の一例を示す裏面側から見た平面図である。図１４に示すＥ部分の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

＜光透過型太陽電池モジュールの基本構成の説明＞
図１は、光透過型太陽電池モジュールの基本構成を示す裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図、図２は、図１に示す光透過型太陽電池モジュールのＡ部分の拡大図である。また、図３は、図１に示す光透過型太陽電池モジュールのＡ部分をＸ方向から見た部分拡大断面図、図４は、図１に示す光透過型太陽電池モジュールのＡ部分をＹ方向から見た部分拡大断面図である。

図１ないし図４を参照して、まず、光透過型太陽電池モジュールの基本構成について説明する。ただし、本発明の光透過型太陽電池モジュールの特徴は、発電部の表面から裏面に光が透過する光透過部、具体的には、光を透過させるためだけに形成されるシースルー部（シースルーライン）、複数の太陽電池セルを直列に接続するために裏面電極層を分離するスクライブライン（後述する第３スクライブライン）、及び、発電部の発電領域を分離する分離ラインを不規則なパターンに形成する点であるが、この基本構成の説明では、シースルーライン、スクライブライン、分離ラインの構成が理解しやすいように、これらシースルーライン、スクライブライン、分離ラインを従来通り直線で形成した場合について説明する。そして、その後に、本発明の特徴である光透過部の不規則パターンの具体例について説明するものとする。

本発明の光透過型太陽電池モジュール１は、例えば、横約６００ｍｍ、縦約１０００ｍｍの縦長形状に形成されており、縦長の長方形状に形成された透光性絶縁基板１１上に、透明な表面電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４を順に積層することにより、複数の太陽電池セル２１，２１，・・・からなる発電部１１Ａを形成している。また、実施形態では、発電部１１Ａは、後述する分離ライン（分離溝）１９によって縦方向に複数の発電領域１１Ａ１〜１１Ａ９に分離（この例では、９つの発電領域に分離）されている。すなわち、分離ライン１９は、裏面電極層１４、光電変換層１３及び表面電極層１２を除去して、透光性絶縁基板１１まで達するように形成されており、かつ、沿面距離を確保する必要から、十分幅広に形成されている。

また、各発電領域１１Ａ１〜１１Ａ９は、図１中横方向に形成された例えば７個の太陽電池セル２１，２１，・・・が、直列に接続された構成となっている。そのため、各発電領域１１Ａ１〜１１Ａ９には、７個の太陽電池セル２１を直列に接続するために、裏面電極層１４を分離する６本の第３スクライブライン１７が縦方向に所定の間隔を存して形成されている。すなわち、第３スクライブライン１７は、裏面電極層１４及び光電変換層１３を除去して、表面電極層１２まで達するように形成されている。

さらに、各発電領域１１Ａ１〜１１Ａ９には、図２に一部拡大図を示すように、裏面電極層１４及び光電変換層１３を除去して、表面電極層１２まで達する採光用のシースルーライン１８が、縦方向に所定の間隔を存して、第３スクライブライン１７と直交する横方向に所定の本数だけ形成されている。

ここで、分離ライン１９は、上記したように沿面距離を確保する必要から、ライン幅が例えば０．３８ｍｍに形成されており、シースルーライン１８は例えば０．１ｍｍに形成されており、第３スクライブライン１７は例えば０．０８ｍｍに形成されている。

このように構成された光透過型太陽電池モジュール１は、各発電領域１１Ａ１〜１１Ａ９を直列または並列または直並列に接続して出力を取り出すようになっている。

透光性絶縁基板１１としては、ガラス基板等を使用することができる。表面電極層１２としては、例えばＺｎＯ、ＩＴＯ、ＳｎＣｌ2等の、光透過性を有する透明導電性酸化物
（ＴＣＯ）を使用することができる。光電変換層１３は、例えば半導体薄膜からなるｐ層、ｉ層、ｎ層が順次積層された構造とすることができる。また、半導体薄膜としては、例えば、アモルファスシリコン薄膜、結晶性シリコン薄膜、またはこれらを組み合わせたものを使用することができる。

裏面電極層１４としては、例えば、ＺｎＯ等の導電性酸化物からなる層と、銀、銀合金等の金属からなる層とを有するものを使用することができる。より一般的な裏面電極層としては、ＺｎＯ／Ａｇを積層したものを例示できる。

次に、上記構成の光透過型太陽電池モジュール１の製造方法（作製方法）について説明する。

まず、ガラス基板等の透光性絶縁基板１１上に、表面電極層１２として、例えばＳｎＯ2（酸化錫）を熱ＣＶＤ法等で形成する（これを工程１とする）。

次に、ＹＡＧレーザの基本波（波長：１０６４ｎｍ）等を用いて表面電極層１２のパターニングを行う。すなわち、レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側（図３及び図４では下面側）から入射させることにより、レーザスクライブによって表面電極層１２を短冊状に分離し、分離ライン（第１スクライブライン）１５を形成する（これを工程２とする）。

次に、純水で超音波洗浄し、光電変換層１３を形成する。光電変換層１３としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層からなる上部（受光面側）セル、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなる下部セルを成膜する（これを工程３とする）。

次に、例えばＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）やＹＶＯ4レーザを用いて、光電変換層１３をレーザでパターニングする。すなわち、レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側から入射させることにより、レーザスクライブによって光電変換層１３を短冊状に分離し、表面電極層１２と裏面電極層１４とを電気的に接続するためのコンタクトライン（第２スクライブライン）１６を形成する（これを工程４とする）。

次に、マグネトロンスパッタ法等により、裏面電極層１４として、ＺｎＯ（酸化亜鉛）／Ａｇを成膜する（これを工程５とする）。ＺｎＯの厚みは５０ｎｍ程度とすることができる。なお、ＺｎＯの代わりに、ＩＴＯやＳｎＯ2等の透光性が高い膜を用いても良い。
銀の膜厚は１２５ｎｍ程度とすることができる。なお、裏面電極層１４において上記のＺｎＯ等の透明性導電膜は割愛しても構わないが、高い変換効率を得るためにはあった方が望ましい。

次に、例えばＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）やＹＶＯ4レーザを用いて、光電変換層１３及び裏面電極層１４をレーザでパターニングする。すなわち、レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側から入射させることにより、レーザスクライブによって光電変換層１３及び裏面電極層１４を短冊状に分離し、表面電極層１２まで達する分離ライン（第３スクライブライン）１７を形成する（これを工程６とする）。このとき、表面電極層１２へのダメージを最小限に抑え、かつ、裏面電極層１４の加工後の銀電極のバリの発生を抑制する加工条件を選択することが好ましい。

次に、発電部１１Ａを６つの発電領域１１Ａ１〜１１Ａ６に分離する分離ライン１９を形成するために、例えばＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）やＹＶＯ4レーザを用いて、表面電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４をレーザでパターニングする。すなわち、レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側から入射させることにより、レーザスクライブによって各発電領域の境界部分の表面電極層１２、光電変換層１３及び裏面電極層１４を溝状に除去し、透光性絶縁基板１１まで達する所定幅の分離ライン１９を形成する（これを工程７とする）。

最後に、透光性絶縁基板１１の表面（受光面）からの入射光を裏面電極層１４側に透過させるシースルーラインを形成するために、例えばＹＡＧレーザの第二高調波（波長：５３２ｎｍ）やＹＶＯ4レーザを用いて、光電変換層１３及び裏面電極層１４をレーザでパターニングする。すなわち、レーザ光を透光性絶縁基板１１の表面側から入射させることにより、レーザスクライブによって光電変換層１３及び裏面電極層１４を短冊状に分離し、表面電極層１２まで達する分離ライン（シースルーライン）１８を形成する（これを工程８とする）。

このようにして、図１ないし図４に示す構成の光透過型太陽電池モジュール１が作製される。

このような構成の光透過型太陽電池モジュール１では、光が透過するライン（光透過部）として、採光用のシースルーライン１８の他、このシースルーライン１８と同様に裏面電極層１４及び光電変換層１３を除去して形成された第３スクライブライン１７、及び発電部１１Ａを複数の発電領域１１Ａ１〜１１Ａ６に分離するために裏面電極層１４、光電変換層１３及び表面電極層１２を除去して形成された分離ライン１９の３種類のラインが存在する。

そして、このような光透過型太陽電池モジュール１を窓ガラスや屋根、ショーウィンドウ等に配置した場合、直線状に形成された光透過型太陽電池モジュール１の第３スクライブライン１７やシースルーライン１８、さらには分離ライン１９が、網戸やブラインド、レースカーテンやディスプレイモニター、デザイン画、その他の構造物などの図柄と干渉して干渉縞が発生する可能性がある。

そこで、本発明では、光透過部である上記した第３スクライブライン１７やシースルーライン１８、さらには分離ライン１９を不規則なパターンに形成することで、前後に配置する構造物の図柄等との干渉縞の発生を低減している。
以下、光透過部の形成パターンの具体例について説明する。

＜具体例１＞
図５は、具体例１の光透過型太陽電池モジュール１Ａの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図、図６は、図５に示す光透過型太陽電池モジュール１ＡのＢ部分の拡大図である。

具体例１の光透過型太陽電池モジュール１Ａでは、上記基本構成で説明したシースルーライン１８が、複数の穴によって形成されたシースルー部１８ａとなっている。具体例１では、このシースルー部１８ａの各穴の大きさは同じ大きさに形成され、かつ、その配置パターンが各太陽電池セル２１で異なるように不規則に形成された構成となっている。また、第３スクライブライン１７ａは、直線のラインではなく、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。さらに、分離ライン１９ａも、直線のラインではなく、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。

なお、具体例１では、シースルー部１８ａの穴の形状を円形としているが、円形に限定されるものではなく、楕円形、瓢箪形、正方形、長方形、三角形、五角形以上の多角形等、種々の形状とすることが可能である。また、これらの形状を組み合わせてもよい。

ただし、シースルー部１８ａは、分割された各太陽電池セル２１の発電領域が同一面積となるように形成する必要がある。その意味では、第３スクライブライン１７ａや分離ライン１９ａも同様である。すなわち、各太陽電池セル２１の発電領域を同一面積とすることで、各太陽電池セル２１を流れる電流量を同じにする必要かある。各太陽電池セル２１の発電領域の面積が異なると、流れる電流量の一番小さい太陽電池セル２１によって電流制限を受けてしまい、その結果、全体の発電ロスにつながるからである。このことは、以下の具体例においても同じである。

このように形成された光透過型太陽電池モジュール１Ａを、図７Ａに示すように、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等９０の後ろに配置した場合、及び図７Ｂに示すように、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等９０の前に配置した場合、網目のパターンと光透過型太陽電池モジュール１Ａの光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

＜具体例２＞
図８は、具体例２の光透過型太陽電池モジュール１Ｂの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図、図９は、図８に示す光透過型太陽電池モジュール１ＢのＣ部分の拡大図である。

具体例２の光透過型太陽電池モジュール１Ｂでは、上記基本構成で説明したシースルーライン１８が、複数の穴によって形成されたシースルー部１８ｂとなっている。具体例２では、このシースルー部１８ｂの各穴の大きさが、大小取り混ぜた不規則な大きさに形成された構成となっている。ただし、具体例２では、シースルー部１８ｂの穴の大きさ及び配置パターンが各太陽電池セル２１で略同じ構成となっている。また、第３スクライブライン１７ｂは、直線のラインではなく、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。さらに、分離ライン１９ｂも、直線のラインではなく、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。

なお、具体例２では、シースルー部１８ｂの穴の形状を楕円形としているが、楕円形に限定されるものではなく、円形、瓢箪形、正方形、長方形、三角形、五角形以上の多角形等、種々の形状とすることが可能である。また、これらの形状を組み合わせてもよい。

このように形成された光透過型太陽電池モジュール１Ｂを、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合、図示は省略しているが、図７Ａ，図７Ｂに示す場合と同様、網目のパターンと光透過型太陽電池モジュール１Ｂの光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

＜具体例３＞
図１０は、具体例３の光透過型太陽電池モジュール１Ｃの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図、図１１は、図１０に示す光透過型太陽電池モジュール１ＣのＤ部分の拡大図である。

具体例３の光透過型太陽電池モジュール１Ｃでは、上記基本構成で説明したシースルーライン１８が、複数の穴によって形成されたシースルー部１８ｃとなっている。また、具体例３では、このシースルー部１８ｃの各穴の数や大きさが各太陽電池セル２１ごとに不規則に形成され、かつ、その配置パターンも各太陽電池セル２１ごとに不規則に形成された構成となっている。すなわち、具体例３は、具体例１と具体例２とを組み合わせた構成となっている。また、第３スクライブライン１７ｃは、直線のラインではなく、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。さらに、分離ライン１９ｃも、直線のラインではなく、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。

なお、具体例３では、シースルー部１８ｃの穴の形状を楕円形としているが、楕円形に限定されるものではなく、円形、瓢箪形、正方形、長方形、三角形、五角形以上の多角形等、種々の形状とすることが可能である。また、これらの形状を組み合わせてもよい。

このように形成された光透過型太陽電池モジュール１Ｃを、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合、図示は省略しているが、図７Ａ，図７Ｂに示す場合と同様、網目のパターンと光透過型太陽電池モジュール１Ｂの光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

＜具体例４＞
図１２は、具体例４の光透過型太陽電池モジュール１Ｄの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。

具体例４では、上記基本構成と同様、シースルーライン１８ｄや第３スクライブライン１７ｄ、及び分離ライン１９ｄが直線状に形成されている。ただし、具体例４では、これらシースルーライン１８ｄ、第３スクライブライン１７ｄ、及び分離ライン１９ｄがモジュール本体（具体的には、透光性絶縁基板１１）の各辺に対して傾斜して形成（すなわち、０度，９０度以外の角度で形成）された構成としている。なお、具体例４では、シースルーライン１８ｄを横方向と縦方向に交差する格子状に形成しているが、横方向にのみ、または縦方向にのみ形成してもよい。さらに、具体例４では、このようにシースルーライン１８ｄ、第３スクライブライン１７ｄ、及び分離ライン１９ｄを傾斜して形成することで、光透過型太陽電池モジュール１Ｄの透光性絶縁基板１１上の各辺に、太陽電池セル２１の形成されていない三角形状のダミー領域１１ａが形成されることになる。

具体例４によれば、シースルーライン１８ｄ、第３スクライブライン１７ｄ、及び分離ライン１９ｄは直線状となっている。しかし、これらシースルーライン１８ｄ、第３スクライブライン１７ｄ、及び分離ライン１９ｄは、光透過型太陽電池モジュール１Ｄ（具体的には、透光性絶縁基板１１）の各辺に対して傾斜して形成されているため、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後にこの光透過型太陽電池モジュールを配置した場合でも、網目のパターンと、シースルーライン１８ｄ、第３スクライブライン１７ｄ、及び分離ライン１９ｄの各パターンとはわずかな角度でもって交差し、完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

＜具体例５＞
図１３は、具体例５の光透過型太陽電池モジュール１Ｅの外観構成を裏面側（受光面とは反対側）から見た平面図である。

具体例５は、図１に示す基本構成の光透過型太陽電池モジュール１に一番近い構成であり、シースルーライン１８ｅ、第３スクライブライン１７ｅ、及び分離ライン１９ｅのそれぞれが、非直線の不規則なラインに形成された構成としている。具体的には、図１３に示すように、各ライン１８ｅ，１７ｅ，１９ｅは、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のラインとなっている。なお、具体例５では、シースルーライン１８ｅを横方向と縦方向に交差する格子状に形成しているが、横方向にのみ、または縦方向にのみ形成してもよい。

このように形成された光透過型太陽電池モジュール１Ｅを、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合、図示は省略しているが、図７Ａ，図７Ｂに示す場合と同様、網目のパターンと光透過型太陽電池モジュール１Ｅの光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

なお、上記各具体例では、シースルー部、シースルーライン、第３スクライブライン、及び分離ラインを任意の形状に形成しているが、上記基本構成で説明したように、これらシースルー部、シースルーライン、第３スクライブライン、及び分離ラインは、レーザ加工によって形成されている。従って、一度決めたランダム曲線に沿ってレーザーを繰り返し照射すること自体は容易であることから、上記各具体例のようなシースルー部、シースルーライン、第３スクライブライン、及び分離ラインを形成することは容易である。また、穴形状であるシースルー部１８ａ〜１８ｃについては、発電部１１Ａの面内全体を不規則（ランダム）にすることが最善であるが、例えば、１個の太陽電池セル２１に対応した１０個の同面積の基本シースルー穴パターンを予め作成しておき、これを任意に組み合わせて全太陽電池セル２１に適用するようにしても、見かけ上はシースルー部１８ａ〜１８ｃが発電部１１Ａの全体で不規則なパターンに形成されているように見せることができる。このような基本シースルー穴パターンの組み合わせを利用することで、実際の光透過型太陽電池モジュールの製作も比較的簡単に実現可能となる。

また、上記実施形態では、シースルーライン１８は、裏面電極層１４及び光電変換層１３を除去して表面電極層１２まで達するように形成しているが、裏面電極層１４、光電変換層１３及び表面電極層１２を除去して透光性絶縁基板１１まで達するように形成してもよい。

さらに、上記実施形態では、光透過型太陽電池モジュールとして、発電部１１Ａを分離ライン１９によって９つの発電領域１１Ａ１〜１１Ａ９に分離した構造の光透過型太陽電池モジュール１を例に挙げて説明しているが、小型の光透過型太陽電池モジュールでは、この分離ラインが無いものもある。本発明は、このように分離ラインの無い光透過型太陽電池モジュールに対しても適用可能である。

本実施の形態に係る光透過型太陽電池モジュールは、発電部の表面から裏面に光が透過する光透過部を有する光透過型太陽電池モジュールであって、前記光透過部は、モジュール本体の各辺に対して平行とならないパターンに形成されている構成とすることができる。より具体的には、前記光透過部は、不規則なパターンに形成されている。

上記構成によれば、光透過部を不規則なパターンに形成することで、この光透過型太陽電池モジュールを窓ガラス等に配置した場合、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に配置した場合でも、網目のパターンと光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。また、日常生活の場においては、干渉縞の発生が大幅に低減または見えなくなることで、干渉縞が見えることによる日常のストレスを低減することができる。さらに、目の錯覚による危険の発生も回避することが可能となる。

また、本実施の形態に係る光透過型太陽電池モジュールでは、前記発電部は、透光性絶縁基板上に、表面電極層、光電変換層及び裏面電極層が順に積層された複数の太陽電池セルによって形成され、前記光透過部は、前記裏面電極層及び前記光電変換層が除去されて構成されている。

裏面電極層及び前記光電変換層が除去された部分は、具体的には、複数の太陽電池セルを直列に接続するためのスクライブラインや、光を透過するシースルーラインである。すなわち、これらスクライブラインやシースルーラインは、裏面電極層及び光電変換層が除去されて表面電極層まで達するように形成されているため、透光性絶縁基板の表面側からの入射光は、透光性絶縁基板と表面電極層とを通過し、スクライブラインやシースルーラインを通って裏面電極層側に透過することになる。つまり、裏面電極層側から見たとき、このスクライブラインやシースルーラインが直線として見えることになる。従って、本発明では、このスクライブラインやシースルーラインを直線ではない不規則なパターンに形成することで、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に光透過型太陽電池モジュールを配置した場合でも、網目のパターンと光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることがないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

具体的に説明すると、本実施の形態では、前記光透過部は、光を透過させるためのシースルー部を含み、前記シースルー部が複数の穴によって形成されているとともに、前記穴の大きさが同じ大きさに形成され、かつ、その配置パターンが不規則に形成された構成としている。

また、本実施の形態では、前記光透過部は、光を透過させるためのシースルー部を含み、前記シースルー部が複数の穴によって形成されているとともに、前記穴の大きさが不規則に形成された構成としている。

また、本実施の形態では、前記光透過部は、光を透過させるためのシースルー部を含み、前記シースルー部が複数の穴によって形成されているとともに、前記穴の大きさが不規則に形成され、かつ、その配置パターンも不規則に形成された構成としている。

ここで、穴の形状としては、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、五角形以上の多角形等、種々の形状とすることが可能である。

このように構成された光透過型太陽電池モジュールを、窓ガラスや屋根、ショーウィンドウ等に配置した場合、網戸やブラインド、レースカーテンやディスプレイモニター、デザイン画、その他の構造物などとの干渉縞が発生する可能性があるが、光透過型太陽電池モジュールの光透過パターンが不規則に形成されていることで、その前後に配置される構造物のパターンや図柄等との干渉を低減または見えなくなる程度まで抑えることができる。これにより、光透過型太陽電池モジュールの前後に配置する物の意匠価値を大きく低下させることがない。

また、本実施の形態では、前記光透過部は、光を透過させるためのシースルーラインを含み、前記シースルーラインが非直線の不規則な曲線パターンに形成された構成としている。

本実施の形態によれば、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後にこの光透過型太陽電池モジュールを配置した場合でも、網目のパターンと、非直線の不規則な曲線パターン（例えば、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のパターン）のシースルーラインとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

また、本実施の形態では、前記光透過部は、光を透過させるためのシースルーラインを含み、前記シースルーラインがモジュール本体の各辺に対して傾斜して形成された構成としている。

本実施の形態によれば、シースルーラインは直線状となっている。しかし、このシースルーラインは、モジュール本体（具体的には、透光性絶縁基板）の各辺に対して傾斜して形成されているため、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後にこの光透過型太陽電池モジュールを配置した場合でも、網目のパターンと光透過部の光透過パターンとはわずかな角度でもって交差するものの、完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。上記の網戸等に限らず、前後に配置される構造物に直線的な模様がある場合、その模様は構造物の各辺に対して垂直または水平に設けられていることが多い。垂直または水平に設けることで、見た目の安心感や安定感が得られるからである。従って、本願発明のように、シースルーラインをモジュール本体の各辺に対して傾斜して形成するだけでも、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

また、本実施の形態では、前記光透過部は、複数の前記太陽電池セルを直列に接続するために前記裏面電極層を分離するスクライブラインを含み、前記スクライブラインが非直線の不規則な曲線パターンに形成された構成としている。

本実施の形態によれば、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後にこの光透過型太陽電池モジュールを配置した場合でも、網目のパターンと、非直線の不規則な曲線パターン（例えば、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のパターン）のスクライブラインとは、一部で交差するものの完全に重なることはないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

また、本実施の形態では、前記光透過部は、前記発電部の発電領域を分離する分離ラインを含み、前記分離ラインが非直線の不規則な曲線パターンに形成された構成としている。

分離ラインは、裏面電極層、光電変換層及び表面電極層が除去されて透光性絶縁基板まで達するように形成されているため、透光性絶縁基板の表面側からの入射光は、透光性絶縁基板を通過し、分離ラインを通って裏面電極層側に透過することになる。つまり、裏面電極層側から見たとき、この分離ラインが直線として見えることになる。従って、本発明では、この分離ラインを直線ではない不規則な曲線パターン（例えば、不規則な波形が連続するような緩やかな曲線状のパターン）に形成することで、例えば、格子状に規則的に細かな網目が入った網戸等の前後に光透過型太陽電池モジュールを配置した場合でも、網目のパターンと光透過部の光透過パターンとは、一部で交差するものの完全に重なることがないので、干渉縞の発生を大幅に低減、または見えなくなる程度まで抑えることができる。

なお、本実施の形態では、光透過部の光透過パターンを穴形状等の不規則な形状または不規則な配置パターンとしているが、この場合でも、各セルは、光透過部を除く発電領域が同一面積となるように形成する必要がある。すなわち、各セルの発電領域を同一面積とすることで、各セルに流れる電流量を同じにする必要かある。各セルの発電領域の面積が異なると、流れる電流量の一番小さいセルによって電流制限を受けてしまい、その結果、全体の発電ロスにつながるからである。

１，１Ａ〜１Ｅ光透過型太陽電池モジュール
１１Ａ発電部
１１Ａ１〜１１Ａ９発電領域
１１透光性絶縁基板（モジュール本体）
１１ａダミー領域
１２透明な表面電極層
１３光電変換層
１４裏面電極層
１５分離ライン（第１スクライブライン）
１６コンタクトライン（第２スクライブライン）
１７，１７ａ〜１７ｅ第３スクライブライン
１８，１８ａ〜１８ｅシースルーライン
１９，１９ａ〜１９ｅ分離ライン
２１太陽電池セル
９０網戸等

Claims

発電部の表面から裏面に光が透過する光透過部を有する光透過型太陽電池モジュールであって、
前記発電部は、透光性絶縁基板上に、表面電極層、光電変換層及び裏面電極層が順に積層された複数の太陽電池セルによって形成され、
前記光透過部は、前記裏面電極層及び前記光電変換層が除去されて形成され、
前記光透過部は、光を透過させるためのシースルー部と前記複数の太陽電池セルを直列に接続するために裏面電極層を分離するスクライブラインとを含み、
前記シースルー部は、前記スクライブラインと交差する方向に曲線状に形成されており、前記スクライブラインの方向に間隔を存して複数形成されていることを特徴とする光透過型太陽電池モジュール。
請求項１に記載の光透過型太陽電池モジュールであって、
前記シースルー部は、波形であることを特徴とする光透過型太陽電池モジュール。
請求項１または２に記載の光透過型太陽電池モジュールであって、
前記光透過部は、前記発電部の発電領域を分離する分離ラインを含み、
前記分離ラインが、曲線状のラインであることを特徴とする光透過型太陽電池モジュール。
請求項１から３のいずれか一項に記載の光透過型太陽電池モジュールであって、
前記スクライブラインが曲線状のラインであることを特徴とする光透過型太陽電池モジュール。