JP5440731B1 - 太陽電池モジュールおよび太陽電池パネル - Google Patents

Abstract

【課題】地球温暖化防止の対策として期待されている太陽電池モジュールであって、その受光面に高度な意匠が付与された太陽電池モジュールを提供すること。
【解決手段】間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子と太陽電池素子の間に、前記太陽電池素子と同色の第１着色層が設け、前記太陽電池モジュールの受光面側に、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とをこの順で直接または他の層を介して設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽電池パネルに関する。

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模でＣＯ₂排出抑制の取り組みが行われて
おり、火力発電などに代わるクリーンな発電装置として太陽電池を複数、電気的に接続した太陽電池モジュール、およびこの太陽電池モジュールを複数電気的に接続した太陽電池パネルが注目されており、研究開発が盛んである。

また、近年においては、太陽電池モジュールや太陽電池パネルを屋外のみならず屋内の種々の物品に搭載して利用することが行われており、その意匠性が問題となることがあり、太陽電池モジュールや太陽電池パネルの受光面の全体に所望の意匠性を付与したいという要望もある。

太陽電池モジュールの受光面に意匠性を付与する技術として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている技術がある。

特開平１１−２９８０２６号公報 特開２０１１−２１０８６１号公報

特許文献１には、太陽電池モジュールの受光面側に拡散層を設けることにより、当該拡散層で光を拡散せしめ、受光面全体を白色とすることにより意匠性を付与する技術が開示されている。

また、特許文献２には、太陽電池モジュールを構成する非受光面側充填材を着色することによって太陽電池素子と太陽電池素子の間を着色し、これにより太陽電池モジュールの受光面に意匠性を付与する技術が開示されている。

しかしながら、これらの技術にあっては、太陽電池モジュールや太陽電池パネルの受光面を一様に白色とする、もしくは太陽電池素子と太陽電池素子の間を目立たなくする、さらには、太陽電池モジュール受光面を縞模様にする、といった程度の意匠性しか付与できず、所望の絵柄や文字などといった高度な意匠を付与することは難しかった。

本発明は、このような現状認識の下でなされた発明であり、地球温暖化防止の対策として期待されている太陽電池モジュールおよび太陽電池パネルであって、その受光面に高度な意匠が付与された太陽電池モジュールおよび太陽電池パネルを提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するための発明は、間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールであって、前記太陽電池素子と太陽電池素子の間には、前記太陽電池素子と同色の第１着色層が設けられており、前記太陽電池モジュールの受光面側には、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とがこの順で直接または他の層を介して設けられていることを特徴とする。

上記の発明にあっては、前記第２着色層がドット状であってもよい。

上記の発明にあっては、前記拡散層と第２着色層との間に透明層が設けられていてもよい。

上記の発明にあっては、前記第２着色層が染料を含んでもよい。

上記の発明にあっては、前記第２着色層の上に保護層が設けられていてもよい。

また、上記課題を解決するための別の発明は、間隔をもって配置される二以上の太陽電池モジュールを有する太陽電池パネルであって、前記太陽電池モジュールは二以上の太陽電池素子を有し、前記太陽電池モジュールにおける太陽電池素子と太陽電池素子の間、および前記太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとの間には、前記少なくとも一の太陽電池素子と同色の第１着色層が設けられており、前記太陽電池パネルの受光面側には、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とがこの順で直接または他の層を介して設けられていることを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するための別の発明は、間隔をもって配置される二以上の太陽電池モジュールを有する太陽電池パネルであって、前記太陽電池モジュールは二以上の太陽電池素子を有し、前記太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとの間には、前記少なくとも一の太陽電池素子と同色の第１着色層が設けられており、前記太陽電池パネルの受光面側には、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とがこの順で直接または他の層を介して設けられていることを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池素子と太陽電池素子の間には、前記太陽電池素子と同色の第１着色層を設けつつ、受光面側に拡散層を設けているので、この第１着色層と拡散層とにより、第２着色層が形成される前段階のいわば下地を、色むらのないきれいな白色または明灰色とすることができ、このような下地の上に第２着色層が形成されるため、当該第２着色層の発色が向上され、高度な意匠を付与することができる。また、第２着色層自体にあっては、上記の通り、色むらのないきれいな下地に形成することができることから、必ずしも受光面の全体に形成する必要はなく、絵柄や文字などにすることも可能であり、意匠の選択の幅も広げることができる。

また、本発明の太陽電池パネルによれば、太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとの間に第１着色層が設けられているため、太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとの間に起因する色むらを解消することができる。

本発明の第１実施形態にかかる太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる太陽電池パネルの概略断面図である。 本発明の第５実施形態にかかる太陽電池パネルの概略断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる太陽電池モジュールの概略断面図である。

本実施形態にかかる太陽電池モジュール１００は、間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子１１，１１・・・と、これら太陽電池素子１１，１１・・・を挟持する受光面側熱可塑性樹脂層３０および裏面側熱可塑性樹脂層３１と、受光面側熱可塑性樹脂層３０の上に配置されるポリエチレンテレフタレート樹脂層３３と、太陽電池モジュール１００の裏面に配置されるバックシート３４と、太陽電池モジュール１００の受光面の端部に配置される封止材３５と、を有しているとともに、バックシート３４と裏面側熱可塑性樹脂層３１との間に太陽電池素子１１と同色の第１着色層２０が設けられており、さらに受光面側には、前記太陽電池素子１１側から、拡散層１３と第２着色層２１とがこの順で設けられている。そして、前記バックシート３４と封止材３５とが熱融着されることにより、全体が一体化されている。

このような太陽電池モジュール１００によれば、受光面側から観察した場合に、太陽電池素子１１と太陽電池素子１１の間から、太陽電池素子１１と同色の第１着色層２０が視認できるので、太陽電池素子１１の間を目立たなくすることができるとともに、受光面側には拡散層１３が設けられているので、当該拡散層１３によって光を適度に拡散することができ、前記第１着色層２０との相乗効果によって、拡散層１３表面の全体を色むらなく白色または明灰色とすることができる。そして、このような均一な下地上に第２着色層２１が設けられているので、当該第２着色層２１は、太陽電池素子１１やその間の色の影響を受けることなく、所望の色を発現することができるので、全体として高度な意匠を再現することができる。

以下に、太陽電池モジュール１００の各構成について説明する。

（太陽電池素子）
本実施形態の太陽電池モジュール１００における太陽電池素子１１としては、特に限定されることはなく、従来公知のものを適宜選択して用いることができる。このような太陽電池素子１１としては、例えば、単結晶シリコーン型太陽電池素子、多結晶シリコーン型太陽電池素子、アモルファスシリコン型太陽電池素子、化合物半導体型太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、量子ドット型太陽電池素子、および有機薄膜型太陽電池素子等を挙げることができる。

これらの太陽電池素子の中でも、色素増感型太陽電池素子は、蛍光灯などの室内光や、窓際など、低照度での発電効率が高いといった利点や、製造工程に真空条件を必要とせず製造コストが低いといった利点から、特に好適に使用することができる。また、色素増感型太陽電池素子は、前記のごとく室内において用いられることから、意匠性が要求される場合も多く、本願発明の効果を発揮できる点でも好ましい。

（第１着色層）
本実施形態にかかる太陽電池モジュール１００における第１着色層２０は、太陽電池素子１１と同色であることを特徴とするが、その着色方法については特に限定されることはなく、従来公知の種々の着色材などを用いて、適宜着色すればよい。具体的には、各種染料や各種顔料、さらにはこれらを適宜組み合わせて用いることができる。また、着色材の形状についても特に限定されることはなく、球状、針状、鱗片状などの粒子を用いればよく、また大きさについても１ｎｍ〜１００μｍ程度の大きさの粒子を用いればよい。

また、第１着色層２０は、前記着色材の他、任意の成分が含まれていてもよい。例えば、バインダーとしての樹脂、溶媒、分散剤など、第１着色層２０を形成する上で必要な成分を任意に配合することができる。

第１着色層２０の厚さについても特に限定されることはなく、第１着色層２０が形成される部分や太陽電池モジュール１００全体の構成、さらには第１着色層２０に期待する色味などを考慮して適宜設計することができる。例えば、本実施形態のごとくバックシート３４上にベタ層として形成する場合には、１００ｎｍ〜１０μｍ程度とすることができる。

第１着色層２０の形成方法についても特に限定することはない。例えば着色材を含むインキを準備し、各種塗布方法によってバックシート３４上に塗布することで形成してもよく、各種印刷方法によってバックシート３４上に印刷することで形成してもよい。また、バックシート３４と裏面側熱可塑性樹脂層３１との間に着色されたフィルムや紙を設置することにより、これらを第１着色層２０としてもよい。

第１着色層２０の色は、太陽電池素子１１と同色である。ここで、太陽電池素子１１の色とは、当該太陽電池１１を構成する光電変換層の色を意味する。また、同じ色とは、太陽電池モジュール１００を受光面側から観察した場合に、太陽電池素子１１と、当該太陽電池素子１１と太陽電池素子１１との間とを識別することが困難である程度を意味し、より具体的には、下記式により算出される色差ΔＥが３未満であることを意味する。なお、下記Ｌ^*、ａ^*、およびｂ^*は、色彩色差計ＣＲ−５（コニカミノルタ社製）により測定し
た値である。また、太陽電池モジュール１００を構成する太陽電池素子１１の色が複数ある場合には、そのうちのいずれか一の太陽電池素子１１の色と同色とすればよい。
ΔＥ＝｛（ΔＬ^*）²＋（Δａ^*）²＋（Δｂ^*）²｝^1/2
ΔＥ：色差
ΔＬ^*：太陽電池の光電変換層のＬ^*と着色層のＬ^*との差
Δａ^*：太陽電池の光電変換層のａ^*と着色層のａ^*との差
Δｂ^*：太陽電池の光電変換層のｂ^*と着色層のｂ^*との差
Ｌ^*、ａ^*、およびｂ^*：１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）により勧告され、ＪＩＳ Ｚ８７２９に規定されたＬ^*ａ^*ｂ^*表色系の値

本実施形態にかかる太陽電池モジュール１００においては、バックシート３４と裏面側熱可塑性樹脂層３１との間に第１着色層２０をベタ層で形成したが、これに限定されることはなく、例えば、（１）バックシート３４と裏面側熱可塑性樹脂層３１との間であって、太陽電池素子１１と太陽電池素子１１の間の部分が含まれるパターン層に第１着色層２０を形成してもよく、また、（２）裏面側熱可塑性樹脂層３１に着色材を含ませることにより、当該裏面側熱可塑性樹脂層３１を第１着色層として機能させてもよく、さらには、（３）受光面側熱可塑性樹脂層３０とポリエチレンテレフタレート樹脂層３３との間であって、太陽電池素子１１と太陽電池素子１１の間の部分が含まれるパターン層に第１着色層２０を形成してもよい。

（拡散層）
本実施形態の太陽電池モジュール１００における拡散層１３としては、入射される光を拡散し、白味を発現することができるものであれば特に限定されることはなく、たとえば従来公知の各種拡散層を適宜選択して用いることができる。

ここで、拡散層１３はそれ単独で用いてもよいが、図１に示すように、拡散層の下に空隙１２を設けた状態で用いることが特に好ましい。このように、拡散層１３の下に空隙１２を設けることで、太陽電池モジュール１００に入射された光は拡散層１３で拡散されるのみならず、空隙１２とその下に存在する層、図１においてはポリエチレンテレフタレート樹脂層３３との界面においても屈折および反射されることとなり、拡散層１３と空隙１２との相乗効果によって、太陽電池モジュール１００の受光面側の白味を向上することができる。なお、空隙１２を設けることなく、拡散層１３のみを用いることで空隙１２を用いた場合と同程度の白味を再現する場合、拡散層による光の拡散の程度をより多くしなければならず、その結果、太陽電池素子１１へ到達する光の量が低減してしまい発電効率が犠牲になる場合がある。

ここで、空隙１２を形成する場合にあっては、当該空隙１２内には特別な気体が充填されている必要はなく、空気が存在していればよい。空隙１２は、太陽電池モジュール１００の受光面全体にわたって連続した層である必要はなく、したがって、図１に示すように、拡散層１３とその下の層であるポリエチレンテレフタレート樹脂層３３との間にスペーサーＳとして機能する物質を介在させることにより形成してもよい。また、空隙１２の厚さについても特に限定されることはなく、上記作用効果を奏する範囲において自由に設計可能である。たとえば１ｎｍ〜１０００μｍ程度とすることが好ましく、１０ｎｍ〜１００μｍ程度とすることが特に好ましい。

拡散層１３の具体例としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂やポリオレフィン系樹脂からなるフィルムを用い、当該フィルムの表面に凹凸を形成することにより拡散層１３とすることができる。このようにフィルムの表面に凹凸を形成することで、凸部分が拡散層１３の下に位置する層、図１においてはポリエチレンテレフタレート樹脂層３３と直接接触してスペーサーＳとして機能し、凹部分によって空隙を形成することができる。

このようにフィルムを用いる場合、当該フィルムの厚さはその使用目的に合わせて適宜選択されるが、３０μｍ〜３００μｍ程度とすることができる。また、表面の凹凸については、例えば、アクリル粒子、ポリスチレン粒子、シリカ粒子等の高分子又は無機の粒子を含有することにより形成することができ、球形状、真球形状、針状の粒子を好適に用いることができる。例えば、これらの粒子をバインダー樹脂と共に溶剤中で混合し、その溶液を前記フィルム表面に塗布してもよい。これらの粒子の平均粒子径は３０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が３０μｍを超えると、粗大樹脂粒子が脱落しやすくなるため樹脂粒子の欠損を生ずる原因となり易く、塗膜外観上も異物感のある均一性を欠いたものとなりやすい傾向にある。これらの粒子が含まれている部分の厚さについては特に限定されないが、例えば１μｍ〜１５μｍ程度が好ましい。また、前記フィルムの背面は、主として球状又は真球状のアクリル粒子、スチレン粒子、シリコーン、架橋ポリアクリル酸エステル、ポリウレタンのうち少なくとも一種の粒子からなる背面とすることが好ましい。この場合に用いられる粒子の直径は、１μｍ〜６０μｍの範囲にあることが好ましく、５μｍ〜２０μｍの範囲であることが更に好ましい。フィルム背面において当該粒子が含まれている部分の厚さは、例えば１μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。また、フィルムの背面の粒子を固定するバインダーとしては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーンアクリル樹脂、フッ素樹脂若しくはフッ素−アクリル樹脂又はこれらの樹脂に硬化機能を有する架橋性樹脂を添加したものやポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等の硬化性樹脂等のなかから選択される少なくとも１種以上の樹脂を使用することができる。

上記のような拡散層１３を用いることにより、その裏面側に粒子が適度に配置されているため、当該粒子を拡散層１３とその下に存在する層との間においてスペーサーＳとして機能させることができ、特別なスペーサーＳを設置することなく、空隙１２を形成することができる。

（第２着色層）
本実施形態の太陽電池モジュール１００における第２着色層２１は、太陽電池モジュール１００に所望の意匠性を付与するための層であり、その着色方法や形成方法等については特に限定されることはなく、自由に設計可能である。むしろ、本実施形態の太陽電池モジュール１００にあっては、第２着色層２１の下地となる部分は、上記のとおり、太陽電池素子１１と同色の第一着色層２０と拡散層１３、さらには空隙１２との相乗効果により、その全体において色むらのない白色または明灰色となっているため、所望の意匠を自由に設計可能である。

このような第２着色層２１の成分としては特に限定することはなく、上記第１着色層２０と同様、着色材として各種染料や各種顔料を適宜組み合わせて用いることができる。また、第２着色層２１にあっては、前記着色材の他、任意の成分として、バインダーとしての樹脂、溶媒、分散剤など、第２着色層２１を形成する上で必要な成分を任意に配合することができる。

ここで、第２着色層の着色材として顔料を用いることにより、耐候性の向上を図ることができる点で好ましい。一方で第２着色層として染料を用いることにより、鮮やかな色を再現することができ、意匠性の向上を図ることができる点で好ましく、さらに染料は塗布量が少なくても発色良く意匠を再現することができるため、第２着色層をベタ層として形成しても高い光透過率を維持することができる点でも好ましい。

なお、第２着色層２１は、太陽電池モジュール１００の受光面側に位置するため、太陽電池素子１１の発電効率の観点から、可能な限り透明性を有していることが好ましい。透明性に関しては、所望する意匠と所望する発電効率のバランスを考慮して適宜設計すればよい。第２着色層２１の平均透過率としては、所望する意匠によって様々であるが、たとえ２０％以上とすることが好ましく、５０％以上、さら好ましくは７０％以上とすることが好ましい。ここで、本明細書における平均透過率は、第２着色層２１の面内平均における可視光線透過率を意味する。可視光線透過率は、例えば、ＳＭカラーコンピュータＳＭ−Ｃ（スガ試験機株式会社製）を用いて、３８０ｎｍから７５０ｎｍの可視光波長領域を測定することができ、任意に採取したサンプル１２点の測定値を平均した値を採用することが精度向上の観点で好ましい。なお、第２着色層に絵柄や文字が形成されている場合など、第２着色層の面内に可視光線透過率が大きく異なる箇所がある場合には、占有面積が比較的広い箇所を選んでそれらの平均を採用すれば足りる。

（太陽電池モジュールのその他の構成）
図１に示す第１実施形態にかかる太陽電池モジュール１００にあっては、太陽電池素子１１、第１着色層２０、拡散層１３、空隙１２、第２着色層２１、受光面側熱可塑性樹脂層３０、裏面側熱可塑性樹脂層３１、ポリエチレンテレフタレート樹脂層３３、バックシート３４、および封止材３５、により構成されているが、これらの構成はあくまでも例示であり、本願発明の太陽電池モジュールは、当該構成に限定されることはなく、種々の構成を採用することができる。また、これらの材質もこれに限定されることはなく、種々の材料から選択することができる。

したがって、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂層３３に代えてガラス基板を用いることも可能であるが空隙１２を設ける場合には、本実施形態におけるポリエチレンテレフタレート樹脂層３３の位置に設けられる層、つまり、拡散層１３と空隙１２を介して対向する層には、ある程度の硬度を有する層を配置することが好ましい。太陽電池モジュール１００を形成するにあたり、前述の通り、バックシート３４と封止材３５とが熱融着されこれにより全体が一体となるが、この際、拡散層１３には図面の下向き方向に圧力がかかるため、ポリエチレンテレフタレート樹脂層３３の位置に設けられる層が柔らかい材質の層だと、空隙１２を形成するためのスペーサーＳが当該柔らかい材質の層に埋まってしまい、結果として空隙１２がなくなってしまう虞があるからである。

このような観点から、ポリエチレンテレフタレート樹脂層３３に代えて他の材質の層を形成する場合には、ポリエチレンテレフタレート樹脂と同等またはそれ以上の硬度を有する材質の層を形成することが好ましい。

＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態にかかる太陽電池モジュールの概略断面図である。

なお、図２において、上記図１に示した本発明の第１実施形態にかかる太陽電池モジュール１００と同じ構成については同じ符号を付ける。また、第１実施形態にかかる太陽電池モジュール１００と同じ構成についての説明は省略する。

（第２着色層）
図２に示すように、本実施形態にかかる太陽電池モジュール２００における第２着色層２１は、いわゆるベタ層ではなく、部分的なパターン層として設けられており、かつさらにパターン層がドット状となっていることを特徴としている。

このように第２着色層２１をドット状とすることにより、太陽電池素子１１に入射する光の量を増やすことができる点で好ましい。

また、第２着色層２１をドット状とすることにより、特に平均照度が低い場合に生じる急激な電圧の低下を抑制することができる点でも好ましい。つまり、本発明の太陽電池は、高度な意匠性が要求される室内で用いられることが想定されるが、室内は比較的低照度であることが想定される。このような低照度の場所においては、太陽電池素子１１として色素増感太陽電池素子やアモルファスシリコン太陽電池素子を用いることが好ましい。ここで、これらの太陽電池素子１１を用いた場合、光電変換により生じる電流値は光の強さに比例するため、太陽電池素子１１の受光面の平均の全光線透過率のみでその数値をコントロールすることが可能であるが、一方でその電圧値は非線形であるため、所定の照度を下回ると、例えば１００ｌｘ以下になると急激に電圧が落ちるという現象が生じる場合があることが知られている。このような状況下において、着色層２１をドット状とすることにより、太陽電池素子１１の受光面の照度を全体的に低下させるのではなく、部分的に照度の高い部分をつくることができ、これにより急激な電圧の低下を抑制することが可能である。

ここで、本実施形態における第２着色層２１はドット状を呈していることにより、当該第２着色層２１の見掛けの濃度が薄くなっていると考えることもできる。

そして、ドット状の第２着色層２１を形成する方法については特に限定することはないが、例えば、ＡＭ（Amplitude modulation）スクリーニング法、ＦＭ（Frequency Modulation）スクリーニング法、さらには濃度諧調法、などを挙げることができる。

ＡＭスクリーニング法は、ドットのサイズの大小を制御することにより見掛けの濃度を調整する方法であり、グラビア印刷法やＡＭスクリーン印刷法や固定ヘッド型インクジェット印刷法などにより実現が可能である。一般的に、ドットのサイズの制御は、ドットの数の制御よりも容易なので、このＡＭスクリーニング法によれば、太陽電池モジュールの製品ロット間の発電特性のバラツキを抑制することができる。

ＦＭスクリーニング法は、ドットの数の多少を制御することにより見掛けの濃度を調整する方法であり、ＦＭスクリーン印刷法や可動ヘッド型インクジェット印刷法などにより実現が可能である。一般的に、ＦＭスクリーニング法はＡＭスクリーニング法に比べ、１つ１つのドットのサイズを小さくすることができるので、このＦＭスクリーニング法によれば、第２着色層２１の濃度を細かく調整することができる。

濃度諧調法は、ドットの濃度の高低を制御することにより見掛けの濃度を調整する方法であり、昇華型熱転写方式の印刷法や重ね打ち方式のインクジェット印刷法などにより実現が可能である。例えば、予め第２着色層２１を形成する部分に、下地となる着色層をベタで形成しておき、その上にドット状の第２着色層２１を形成することにより、前記ベタの着色層と前記第２着色層２１とによってドットの濃度の高低を作ることができる。また、この方法によれば、第２着色層２１の層厚を薄くできるので、第２着色層２１表面で光が拡散してしまうことを抑制することもできる。

また、図２に示すように、第２着色層２１は、太陽電池モジュール２００の受光面全体にわたって形成されている必要はなく、所望する意匠に応じて、たとえば絵柄や文字などのように、部分的に設けられていてもよい。

（透明層）
図２に示すように、本実施形態にかかる太陽電池モジュール２００にあっては、拡散層１３と第２着色層２１との間に透明層２２が設けられていることを特徴としている。本発明においては、拡散層１３と第２着色層とは、必ずしも直接的に積層されている必要はなく、本実施形態の如く、その間に透明層２２のような他の層が存在していてもよい。

このように透明層２２を設けることにより、第２着色層２１の形成方法の自由度が増し、所望する意匠に合わせて種々の第２着色層２１を形成することが可能となる。

透明層２２の材質については特に限定することはなく、各種透明樹脂やガラスなどを適宜選択して採用することができる。

（保護層）
図２に示すように、本実施形態にかかる太陽電池モジュール２００にあっては、第２着色層２１の上に保護層２３が設けられていることも特徴としている。

このように保護層２３を設けることにより、第２着色層２１が劣化したり剥離したりすることを防止することができ、第２着色層２１を保護することができる。また、第２着色層２１に含まれる色素が熱拡散によって第２着色層２１表面に浮き上がってくる現象、いわゆるブリードアウトが生じた場合であっても、保護層２３が設けられていればブリードアウトした色素を閉じ込めておくことができ、太陽電池モジュール２００の表面が色素により汚れることを防止することもできる。

このような保護層２３の材質については特に限定することなく、各種透明樹脂やガラスなどを適宜選択して採用することができる。また、第２着色層２１に染料が含まれている場合にあっては、保護層２３に紫外線吸収剤や酸化防止剤などの耐候性向上剤を添加しておくことにより、太陽光から染料を保護することができる。

＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態にかかる太陽電池モジュールの概略断面図である。

なお、図３において、上記図２に示した本発明の第１および第２実施形態にかかる太陽電池モジュール１００、２００と同じ構成については同じ符号を付ける。また、第１および第２実施形態にかかる太陽電池モジュール１００、２００と同じ構成についての説明は省略する。

（第２透明層）
図３に示すように、本実施形態にかかる太陽電池モジュール３００は、パターン層として設けられている第２着色層２１、２１の間に第２透明層２４が形成されていることに特徴を有している。

透明層は必ずしも一の層である必要はなく、必要な部分に適宜設けることができる。このように第２着色層２１の間に第２透明層２４を設けることにより、これら２つの層を一体として形成することができる。つまり、一の層内において、着色剤により着色されている部分を第２着色層２１とし、着色剤により着色されていない部分を第２透明層２４とすることができる。

＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態にかかる太陽電池パネルの概略断面図である。

なお、図４において、上記図１〜図３に示した本発明の第１〜第３実施形態にかかる太陽電池モジュール１００、２００、３００と同じ構成については同じ符号を付ける。また、第１〜第３実施形態にかかる太陽電池モジュール１００、２００、３００と同じ構成についての説明は省略する。

本実施形態にかかる太陽電池パネル４００は、複数の太陽電池太陽電池モジュールによって構成されている。より具体的には、太陽電池モジュールは、間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子１１，１１・・・、これら太陽電池素子１１，１１・・・を挟持する受光面側熱可塑性樹脂層３０および裏面側熱可塑性樹脂層３１、受光面側熱可塑性樹脂層３０の上に配置されるポリエチレンテレフタレート樹脂層３３、太陽電池モジュールの裏面に配置されるバックシート３４、太陽電池モジュールの受光面の端部に配置される封止材３５、および、バックシート３４と裏面側熱可塑性樹脂層３１との間に設けられた第１着色層２０、さらには受光面側に配置される拡散層１３のそれぞれが、前記バックシート３４と封止材３５とが熱融着されることにより一体化されており、さらに、当該一体化された太陽電池モジュール同士が並列に並べられた状態において、当該太陽電池モジュールと太陽電池モジュールの間にも前記第１着色層２０'が設けられており、かつ複数の太陽電池モジュールの受光面側の全面に透明層２２および第２着色層２１が配置されていることに特徴を有している。

このように、前記本願発明の太陽電池モジュールの技術思想は、複数の太陽電池モジュールによって構成される太陽電池パネル４００にも応用可能である。つまり、本実施形態の如く、１つの太陽電池モジュールと一つの第２着色層２１とが必ずしも１対１で対応している必要はなく、複数の太陽電池モジュールに対して、１つの透明層および１つの第２着色層が対応するようにしてもよい。このような態様とすることにより、複数の太陽電池モジュールを、１枚のパネルとして扱うことができ、大面積への設置において有利である。

さらに、太陽電池パネルを構成する太陽電池モジュールの間にも第１着色層２０'を設けておくことにより、太陽電池モジュールの間に起因する色むらをも防止することができ、より高度な意匠性を付与することが可能となる。ここで、図４においては、第１着色層２０'を封止材３５と透明層２２との間に設けているが、この位置に限定されることはなく、受光面側から視認した場合において太陽電池モジュールの間であれば、いずれの位置に設けてもよい。例えば、太陽電池モジュールの裏面側であって、太陽電池モジュールの間の位置に設けてもよい。

また、本実施形態にあっては、透明層２２および第２着色層２１を一体として、封止材３５から剥離可能としてもよい。これにより、第２着色層２１によって形成される意匠を交換可能とすることができ、例えばポスターなどように、時間経過と共に意匠の変更をすることが可能となる。

＜第５実施形態＞
図５は、本発明の第５実施形態にかかる太陽電池パネルの概略断面図である。

なお、図５においても、上記第４実施形態にかかる太陽電池パネル４００と同様、図１〜図３に示した実施形態と同じ構成については同じ符号を付け、その説明は省略する。

本実施形態にかかる太陽電池パネル５００は、これを構成する太陽電池モジュールが第１着色層を有していない点において、上記図４に示した第４実施形態にかかる太陽電池パネル４００と異なっている。

太陽電池パネル５００を構成する太陽電池素子１１の間がさほど目立たず、太陽電池モジュールの間が目立つ場合には、太陽電池モジュールの間にのみ第１着色層２０'を設けてもよく、これにより太陽電池パネル５００全体の意匠性を向上することができる。

また、本実施形態にかかる太陽電池パネル５００は、これを構成する複数の太陽電池モジュールの受光面側の全面に第２着色層２１および保護層２３が配置されており、透明層２２は配置されていない点において、上記図４に示した第４実施形態にかかる太陽電池パネル４００と異なっている。

前述の通り、透明層２２は任意の層であるため必ずしも設ける必要はなく、また、保護層２３を設けることにより第２着色層２１を保護することができる。

＜他の実施形態１＞
第４実施形態において、「透明層２２および第２着色層２１を一体として、封止材３５から剥離可能としてもよい」としたが、前記第１〜第５実施形態何れの場合であっても、これに限定されることはなく、透明層２２および第２着色層２１に加え、拡散層１３を含めて剥離可能としてもよい。第４実施形態と同様、意匠を交換可能することができ、また第２着色層が劣化した際に交換をすることができる。

＜他の実施形態２＞
また、図示はしないが、第２着色層２１を太陽電池素子１１と重なる位置に設けつつ、当該第２着色層２１の着色にあっては染料を用い、かつ太陽電池素子１１と同じ色としてもよい。これにより同色の太陽電池素子１１と第２着色層２１とが重なるため、当該色を鮮明にすることができる。また、第２着色層２１の着色には染料が用いられているため、同色以外の光は透過することから、発電効率への影響は低い。

（実施例１）
以下の要領で、本発明の実施例１の太陽電池モジュールを作製した。

（太陽電池素子および太陽電池モジュールの作成）
電極基材として厚み５０μｍのＴｉ箔（竹内金属箔工業株式会社）上に、エタノール中で酸化チタン粒子（Ｐ２５：日本エアロジル株式会社）に０．５％エチルセルロース（ＳＴＤ−１００：日新化成工業株式会社）を混合させたペーストを塗布、乾燥させた。次いで、ロール小型プレス機を用いて０．５ｔ／ｃｍの圧力で速度１ｍ／ｍｉｎでロールプレスし、その後、５００℃で３０分焼成し、膜厚が５μｍの多孔質層形成用層を得た。

次いで、アセトニトリル／ｔ−ブタノール＝１／１溶液中にＮ７１９色素（Ｄｙｅｓｏｌ）を０．３ｍＭ溶解させた色素増感剤溶液を調製し、この色素増感剤溶液中に前記多孔質層形成用層を２０時間浸漬させたのち、乾燥させることにより、１０ｃｍ×４ｃｍ（成膜箇所９．５ｃｍ×４ｃｍ）の酸化物半導体電極基板を作製した。

次いで、６ｍｏｌ／ｌのｈｅｘｙｌ ｍｅｔｙｌ ｉｍｉｄａｚｏｌｕｍ ｉｏｄｉｄｅ（富山薬品）、０．６ｍｏｌ／ｌのＩ₂（メルク株式会社）、０．４５ｍｏｌ／ｌのｎ
−ｍｅｔｙｌ ｂｅｎｚｏｉｍｉｄａｚｏｌ（Ａｌｄｒｉｃｈ）をｈｅｘｙｌ ｍｅｔｙｌ ｉｍｉｄａｚｏｌｕｍ ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ ｂｏｒａｔ（メルク株式会社）に溶解した電解液を調製した。次いで、０．５％エチルセルロース（ＳＴＤ−１００：日新化成）をエタノールに１０ｗｔ％溶解させた樹脂溶液を調製し、上記電解液：樹脂溶液＝１：６（重量比）で混合した樹脂電解質溶液を作製した。これをミヤバーで前記酸化物半導体電極基板に塗布し、１２０℃で１０分間加熱した。

次いで、３０Ω／ｓｑの酸化インジウムスズを成膜したポリエチレンナフタレート基板の酸化インジウムスズ膜上にｐｔを透過率８０％になるように成膜することにより、１０ｃｍ×４ｃｍの対極を作製した。

その後、上記で作製した電解質つき酸化物半導体電極基板と対極を上下５ｍｍずつずらした状態で貼り合わせ、一方の素子の電極ともう一方の素子の対極を金属テープにて接続した。

次に、この受光面側に受光面側熱可塑性樹脂層（１１ｃｍ×１０ｃｍ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂フィルム４００μｍ：タマポリ製）、ポリエチレンテレフタレート樹脂層（１０ｃｍ×９ｃｍ（ルミラーＴ６０：東レ製））および拡散層（１０ｃｍ×９ｃｍ（Ｄ１２３：ツジデン製））、および第２着色層としての平均透過率が７７％の木目調壁紙シート（１０ｃｍ×９ｃｍ）を積層し、一方で、裏面側に、受光面側熱可塑性樹脂層（１１ｃｍ×１０ｃｍ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂フィルム４００μｍ：タマポリ製）、および素子の外周部（非発電部）を熱ラミネート可能なバリア性を有する封止材（アルミラミジップ：アズワン）で覆うように設置し、裏面側には第１着色層として黒色樹脂（１１ｃｍ×１０ｃｍ）を積層したバックシート（１２ｃｍ×１１ｃｍ（アルミラミジップ：アズワン））を設置し、１２０度で熱ラミネートすることで実施例１の太陽電池モジュールを作製した。なお、拡散層のポリエチレンテレフタレート樹脂と接する面側には凸部があり、拡散層を素子の外周部のみで熱ラミネートしているため、拡散層とポリエチレンテレフタレート樹脂層との間には空隙があった。

（実施例１の測定）
実施例１の太陽電池モジュールの電池性能、および受光面の意匠を測定したところ以下の通りであった。
・光電変換効率：１．７％
・出力特性 ：開放電圧１．５Ｖ
・受光面の意匠：きれいな木目調であった。

（比較例１）
前記実施例１における第１着色層を設けなかったことを除き、すべて同一条件にて比較例１の太陽電池モジュールを作製した。

（比較例１の測定）
比較例１の太陽電池モジュールの電池性能、および受光面の意匠を測定したところ以下の通りであった。
・光電変換効率：１．７％
・出力特性 ：開放電圧１．５Ｖ
・受光面の意匠：木目調とともにうっすらと白いストライプ形状が確認され、きれいな木目調の意匠を確認することはできなかった。

（評価）
上記実施例１および比較例１の太陽電池モジュールの測定結果から、本発明の太陽電池モジュールによれば、光電変換効率を落とすことなく、従来よりも優れた意匠性を付与することができることが分かった。

１００，２００，３００…太陽電池モジュール
４００，５００…太陽電池パネル
１１…太陽電池素子
１２…空隙
１３…拡散層
２０，２０'…第１着色層
２１…第２着色層
２２…透明層
３０…受光面側熱可塑性樹脂層
３１…裏面側熱可塑性樹脂層
３３…ポリエチレンテレフタレート樹脂層
３４…バックシート
３５…封止材

Claims (7)

1. 間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールであって、
   前記太陽電池素子と太陽電池素子の間には、前記太陽電池素子と同色の第１着色層が設けられており、
   前記太陽電池モジュールの受光面側には、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とがこの順で直接または他の層を介して設けられていることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記第２着色層がドット状であ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. 前記拡散層と第２着色層との間に透明層が設けられてい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. 前記第２着色層が染料を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記第２着色層の上に保護層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
6. 間隔をもって配置される二以上の太陽電池モジュールを有する太陽電池パネルであって、
   前記太陽電池モジュールは二以上の太陽電池素子を有し、
   前記太陽電池モジュールにおける太陽電池素子と太陽電池素子の間、および前記太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとの間には、前記少なくとも一の太陽電池素子と同色の第１着色層が設けられており、
   前記太陽電池パネルの受光面側には、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とがこの順で直接または他の層を介して設けられていることを特徴とする太陽電池パネル。
7. 間隔をもって配置される二以上の太陽電池モジュールを有する太陽電池パネルであって、
   前記太陽電池モジュールは二以上の太陽電池素子を有し、
   前記太陽電池モジュールと太陽電池モジュールとの間には、前記少なくとも一の太陽電池素子と同色の第１着色層が設けられており、
   前記太陽電池パネルの受光面側には、前記太陽電池素子側から、拡散層と第２着色層とがこの順で直接または他の層を介して設けられていることを特徴とする太陽電池パネル。

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