JP5446318B2 - 太陽電池モジュールおよび光源モジュール - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも一方の面に構造を有し、前記構造によって光の回折、散乱、拡、屈折、あるいは反射作用によって特定方向に光を偏向する集光部を用いた太陽電池モジュールおよび光源モジュールに関する。

近年、太陽電池モジュールの普及は大きな広がりを見せ、電卓等の小型電子機器に搭載される比較的小さなものから、家庭用として住宅に取り付けられる太陽電池モジュールや大規模な発電施設に用いられる大面積の太陽電池発電システム、さらには人工衛星の電源まで、様々な分野で利用が促進されている（例えば、特許文献１参照）。
このような太陽電池は、主に光が照射される面積に比例して発電量が増加する。したがって、発電効率を向上させるには封止技術、製膜技術等の製造技術を改善することに加え、いかにして太陽電池モジュールの開口率（全面積に対する発電可能な面積の割合）を大きくするかが重要な課題となっている。また、特に単結晶シリコンや多結晶のシリコンでは、そのシリコンのコストが高いうえ、それを貼り付けるためのコストもかかっていた。

そこで、太陽電池セルの構成部材であるシリコンの量が少なく、ＣＶＤ等の技術により、成膜することができるような薄膜シリコンの太陽電池セルが用いられてきている。ところが、この薄膜シリコンの太陽電池セルは、とくに赤外の光が薄膜シリコンの太陽電池セルを透過しやすいため光の吸収率が低いという欠点があった。そこで、光の利用効率を上げるために、敢えて入射光を散乱させて、薄膜シリコンの太陽電池セルを透過する距離を稼ぐことで光の利用効率を向上させている。

一般に、非晶質シリコン太陽電池には、２種類の構造のものがある。一つは、ガラス等の透光性基板上に、ＳｎＯ２やＩＴＯ等の透明電導膜が形成され、その上に非晶質半導体（Ｓｉ）のｐ層、ｉ層、ｎ層がこの順に積層されて成る構造のものである。もう一つは、金属基板電極の上に、非晶質半導体（Ｓｉ）のｎ層、ｉ層、ｐ層がこの順に積層されて光電変換活性層が形成され、更にその上に透明電導膜が積層されて成る構造のものである。そのうち、前者の構造のものでは、非晶質半導体をｐ−ｉ−ｎ層の順に形成するために、透光性絶縁基板が太陽電池表面カバーガラスを兼ねることができること、また、ＳｎＯ２等の耐プラズマ性透明電導膜が開発されて、この上に非晶質半導体光電変換活性層をプラズマＣＶＤ法で形成することが可能になったこと等から、現在多く用いられている。
さらに、非晶質半導光電変換活性層の形成に、原料ガスのグロー放電分解によるプラズマＣＶＤ法や、光ＣＶＤ法による気相成長法を用いることができ、これらの方法によれば大面積の薄膜形成が可能であるという利点もある。

非晶質Ｓｉ太陽電池は、１００℃〜２００℃程度の比較的低温で形成できるので、その非晶質Ｓｉ太陽電池を形成するための基板として、様々な材質の基板を用いることが可能であるが、通常よく用いられるものはガラス基板やステンレス基板である。

また、非晶質Ｓｉ太陽電池は、光を電気に代える変換効率が最大となるときのシリコンの光吸収層の膜厚が５００ｎｍ程度であるため、その変換効率を向上させるには光吸収層の膜厚内で光の吸収量を増大させることが重要となっている。そのため、ガラス基板上の表面に凹凸のある透明導電膜を形成したり、ステンレス基板上の表面に凹凸のある金属膜を形成したりすることにより、光吸収層中での光の光路長を増加させることが従来より行われてきた。このような方法において光吸収層中での光路長を増加させた太陽電池の場合、その表面に凹凸がない平坦な基板上に非晶質Ｓｉ太陽電池を形成した場合と比較して、光の利用効率が顕著に向上する。

ところで、ガラス基板の表面上に凹凸を形成する一般的な方法としては、常圧ＣＶＤ法により透明電極であるＳｎＯ２膜を形成する方法があげられる。また、ステンレス等の金属基板上に凹凸を形成する方法としては、Ａｇを蒸着法やスパッタリング法により形成する際に、その形成条件を調整したり、Ａｇの形成後に熱処理を行ったりする方法が用いられていた。

この薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板の上に、透明導電膜、水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ―ＳｉＣ Ｈ）ｐ層、水素化アモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ Ｈ）ｉ層、水素化アモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ Ｈ）ｎ層、透明導電膜、及び裏面電極が順次形成されて構成されるものである。そして、前述のようにして、透明導電膜の表面に凹凸形状が形成され、これによりその上部に形成された各層が凹凸構造を有するというものである。

また、薄膜太陽電池等の半導体素子を可撓性基板あるいは軽量基板上に形成する場合、耐熱性の高いポリイミド樹脂が用いられている。そして、このような樹脂に凹凸を形成する方法は、例えば特許文献２等に開示されている。

また、特許文献３には、Ｖ溝の周期構造により、光を再帰反射し、光の利用効率を向上させることを可能としたものが提案されており、Ｖ溝頂角は５０度から９０度が望ましく、また、Ｖ溝の周期のピッチとしては１０μｍから２０μｍが望ましいとの記述がある。

また、太陽電池セル３０の配置間隔を狭くするとリーク電流が生じてしまうため、隣り合う太陽電池セル３０の間の領域が必要となる。そこで、図１７に示すように、太陽電池モジュール４００に入射する光Ｈ０のうち、この領域に入射する光Ｈ１を、太陽電池モジュール４００の背面に配置させた裏面材３００に反射させ、その反射した光Ｈ２を太陽電池セル３０で受光して再利用するものが知られている（例えば、特許文献４参照）。

さらにまた、高価である太陽電池セルへ太陽光を集光することにより効率を上げるための、様々な太陽電池の集光システムが知られているが、集光システムとしてレンズ等を用いた場合には、住宅の屋根等への設置が困難で設置場所が限られていた。そこで、通常の太陽電池モジュールと同様の形態でセルにより多くの光を入射するものが知られている（例えば、特許文献５参照）。

特開２００１−２９５４３７号公報 特開平４−６１２８５号公報 特開平１１−２７４５３３号公報 特開平１１−３０７７９１号公報 特開２０００−１０１１２４号公報

しかしながら、上述した特許文献１〜５に開示されている従来の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールでは、いずれも太陽電池モジュール外への光の損失により太陽電池セルに取り込む光量が十分ではないことから、より高い発電効率の太陽電池モジュールが求められており、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、本来は損失となる光を再利用することによって、発電効率の向上が図れる太陽電池モジュールおよび光源モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る太陽電池モジュールでは、光を入射する前面板と、前面板を透過した光を透過する充填層と、充填層によって固定されるとともに、充填層から透過した光を受光面から受光して電気に変換する太陽電池セルと、太陽電池セルの背面側に配置され、前面板から入射した光を太陽電池セルの受光面周辺に向けて反射する反射面を有する集光部とを備え、集光部は、複数の同一形状のファセット群からなるファセット部を有するとともに、ファセット部の両側に位置する傾斜部を有し、ファセット部の幅が３０ｍｍ以下であり、太陽電池セルの幅がファセット部の幅以上であり、傾斜部は、全体として一方向に向けて傾斜し、一端がファセット部に接してなり、一端と他端の位置が集光部の厚さ方向で異なっていることを特徴としている。
また、ファセット部の幅は、５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明では、隣り合う太陽電池セルの間の領域に入射する光を集光部の反射面で反射させ、太陽電池セルに入射させることができる。このとき、ファセット部で反射して受光面に入射する光の幅は、ファセット部に入射した光の幅と同じ長さとなるので、太陽電池セルの幅をファセット部の幅以上とすることで、ファセット部から反射した光を損失を低減して太陽電池セルで受光することができる。そして、ファセット部の幅が３０ｍｍ以下であって、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることで、太陽電池セルへの入光量を増加させることが可能となる。これにより、隣り合う太陽電池セルの間の領域に入射する光も再利用することができることから、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることが可能となる。

また、本発明では、傾斜部で反射される光は、一部が前面板を透過して外方に射出する損失となる光となるが、他の一部は入射面で反射し、太陽電池セルの受光面に入射する光となる。そして、傾斜部の幅が大きいほど太陽電池セルに入射する光が増加する。ファセット部に加えて、さらに傾斜部を設けることによって、太陽電池セルにより多くの光を入射させることができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、前面板の厚みが２．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明では、前面板の厚みが厚くなることにより、太陽電池モジュールが重くなり設置が困難となることがなく、また薄くなることにより、雹などで割れるといった不具合を防ぐことができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、充填層の厚みが０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明では、充填層の厚さ寸法が０．５ｍｍ以下と薄くなることで太陽電池セルを十分に保持できなくなったり、厚くなることでシート状として加工することが困難になるといった不具合を防ぐことができる。

また、本発明に係る太陽電池モジュールでは、反射面は、金属反射層からなることがより好ましい。

これにより、集光部の反射面の反射効率が高まるので、太陽電池セルに入射する光も多くなり、太陽電池モジュールの発電効率をより向上させることができる。

また、本発明に係る光源モジュールでは、光を透過する充填層と、充填層によって固定されるとともに、電気を光に変換し、その光を発光面より発光させて充填層の射出面で反射させる発光素子と、発光素子の背面側に配置され、充填層の射出面で反射した光を再び射出面へ向けて反射する反射面を有する集光部とを備え、集光部は、複数の同一形状のファセット群からなるファセット部を有するとともに、ファセット部の両側に位置する傾斜部を有し、傾斜部は、全体として一方向に向けて傾斜し、一端がファセット部に接してなり、一端と他端の位置が集光部の厚さ方向で異なっていることを特徴としている。

本発明では、発光素子から射出した光が充填層の射出面で反射し、さらにその光が集光部の反射面で反射し、再び射出面に入射して射出面から外部へ射出される。このように、射出面で反射する光を損失を低減して再利用することができるので、集光部が無い構成と比較して発光素子の光利用効率が向上する効果がある。

本発明の太陽電池モジュールによれば、太陽電池モジュールに入射する光を集光部により再利用しつつ太陽電池セルに効率的に集光させることができ、これにより面積が小さく、且つ少ない太陽電池セルにより多くの光量を入射させることが可能となり、発電効率の向上を図ることができる。
また、本発明の光源モジュールによれば、充填層の射出面で反射する光を損失を低減して再利用することができるので、集光部が無い構成と比較して発光素子の光利用効率が向上する効果がある。

本発明の第１の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 太陽電池セルの幅が変化したときの太陽電池セルへの相対入射光量の変化を示すグラフである。 ファセット部の幅が変化したときの太陽電池セルへの相対入射光量を示すグラフである。 図１に示す光再利用シートを示す断面図である。 図４に示す光再利用シートで基材を用いないもの一例を示す断面図である。 変形例による光再利用シートを示す断面図である。 他の変形例による光再利用シートを示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図であって、傾斜部とファセット部がある反射面を有する太陽電池モジュールの図である。 図９に示す太陽電池モジュールにおける太陽電池セルへの相対入射光量の変化を示すグラフであって、図２に対応するグラフである。 本発明の第４の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の第６の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の第７の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の第８の実施の形態による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の第９の実施の形態による光源モジュールの構成を示す断面図である。 従来の太陽電池モジュールを示す断面図である。

以下、本発明の第１の実施の形態による太陽電池モジュールについて、図１乃至図５に基づいて説明する。

図１に示すように、本第１の実施の形態による太陽電池モジュール２００は、光を入射する前面板２２と、前面板２２を透過した光を透過する充填層２１と、受光面１２から受光して電気に変換する太陽電池セル３０と、太陽電池セル３０の背面側に配置され、前面板２２から入射した光を太陽電池セル３０の受光面１２周辺に向けて反射する反射面１０を有する光再利用シート２０（集光部）とを備えて概略構成されている。

前面板２２は、太陽光や照明光などの光源Ｌの光を透過するものであって、太陽電池セル３０を衝撃、汚れ、水分の浸入等から保護するとともに、透過率が高い透明な材料からなる。
光源Ｌの光が太陽光（或いは照明光）の側Ｆより入射面１１に垂直に入射する光Ｈ０は、前面板２２に入射後、前面板２２を透過し、充填層２１に射出する。ここで、入射面１１の法線ＮＧは、平面Ｐ上に前面板２２を最も安定させて配置した状態での平面Ｐの法線に対して平行な方向である。なお、入射面１１に対して垂直に入射する光Ｈ０とは、法線ＮＧに平行な方向で太陽電池モジュール２００に入射する光のことである。

前面板２２の材質としては、強化ガラス、サファイアガラス等のガラス、或いはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の樹脂シートが挙げられる。そして、前面板２２の厚さ寸法は、例えば強化ガラスであれば２．５〜５．０ｍｍのものが好ましい。この厚さ寸法が５．０ｍｍより厚いと、太陽電池モジュール２００が重くなり設置が困難となる。また、２．５ｍｍより薄いものでは、雹などで割れてしまい、屋外での使用ができない。

前面板２２を射出した光は、充填層２１に入射する。充填層２１は、太陽電池セル３０を封止するものである。前面板２２に入射した光Ｈ０は、充填層２１を透過し、太陽電池セル３０へと射出される光となり、一部は光再利用シート２０へ向けて射出される光Ｈ１となる。ここで、充填層２１は、入射した光Ｈ０を透過させるため光線透過率が高い材料が用いられ、例えば難燃性のＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）を使用することができる。この充填層２１の厚さ寸法は、０．５ｍｍ以上で１．５ｍｍ以下であることが好ましい。この厚さ寸法が０．５ｍｍ以下では太陽電池セル３０を十分に保持できず、１．５ｍｍより厚いとシート状として加工することが困難となる。

さらに、太陽電池セル３０は、光電効果により受光面１２に入射した光Ｈ３を電気へと変換する機能を有しており、単結晶シリコン型太陽電池、多結晶シリコン型太陽電池、薄膜シリコン型太陽電池、ＣｄＴｅ（Ｃｄ・Ｔｅの化合物）系、ＣＩＧＳ（Ｃｕ・Ｉｎ・Ｇａ・Ｓｅの化合物）系等の化合物薄膜太陽電池など多くの種類が存在する。太陽電池セル３０は、複数個を電極で接続し、モジュールを形成して用いられる。すなわち、充填層２１から太陽電池セル３０に入射した光Ｈ３は、太陽電池セル３０で電気へと変換される。
通常、入射面１１に対して斜めに入射した光Ｈ３は、垂直入射の光Ｈ０と比較して入射面１１で反射する割合が多く、太陽電池セル３０に入射する光が少なくなるため、発電に利用できる光が少ない傾向がある。そのため、入射光Ｈ０が、入射面１１に垂直に入射するとき、最も効率が高くなる。

光再利用シート２０は、太陽電池セル３０自体を透過した光や、太陽電池セル３０の間の領域（これを「ファセット部Ｒ１」という）に入射した光Ｈ１を反射面１０で反射する機能を有している。つまり、光再利用シート２０の反射面１０で反射した光Ｈ２は前面板２２と大気との間等の界面（入射面１１に相当）で再度反射し、太陽電池セル３０の受光面１２に入射する光Ｈ３となって光電変換されるため、光再利用シート２０が無い構成の太陽電池モジュールと比較して光利用効率が向上する効果がある。
充填層２１側の一面（後述する反射層４）に形成される反射面１０は、図１に示す側断面視で略三角形の凹凸形状をなし、シート全面にわたって一様に形成されている。

反射光Ｈ２の進む方向は、本発明の反射面１０の凹凸形状により制御することができ、多くの光を太陽電池セル３０の受光面１２に入射させることができる。
ここで、反射面１０の凹凸形状について、その法線Ｎ０（図示省略）を用いて説明するなお、反射面１０の法線Ｎ０は、反射面１０上の任意の点での接平面に垂面な直線であって、平面Ｐ上に光再利用シート２０を安定した状態で置いたときの平面Ｐの法線Ｎと平行な方向である。また、反射面１０の角度θは、反射面１０の法線Ｎ０とシート法線ＮＢ（図示省略）とのなす角である。

そして、通常、シート法線ＮＢは、入射面１１の法線ＮＧに対して平行になるように配置されるため、入射光Ｈ１はシート法線ＮＢに対して平行に入射する。

反射面１０に入射した光Ｈ１のうち一部は、ファセット部Ｒ１に入射する。このファセット部Ｒ１は、複数の同一形状のファセット群ｆ１から形成されており、ファセット群ｆ１は、複数の小さな平面または、小さな曲率を有したファセットにより形成される。ファセット部Ｒ１に入射した光Ｈ１は、上述のファセット部Ｒ１を構成するファセット群ｆ１で反射し、再度充填層２１に入射する光Ｈ２となる。そして、その光Ｈ２は、前面板２２の入射面１１で反射され、太陽電池セル３０の受光面１２に入射する光Ｈ３となる。

ファセット部Ｒ１で反射した光Ｈ２はファセット部Ｒ１が同一形状のファセット群ｆ１から形成されているため、光Ｈ２は平行光となる。そのため、ファセット部Ｒ１で反射して上述の受光面１２に入射する光Ｈ３の幅Ｗ１は、ファセット部Ｒ１に入射した光Ｈ１の幅と同じ長さとなる。したがって、上述の太陽電池セル３０の幅は、ファセット部Ｒ１の幅以上であれば、ファセット部Ｒ１から反射した光Ｈ２を損失を低減して受光することができる。

また、図２は、ファセット部Ｒ１の幅（太陽電池セル３０の幅に相当）を変化させたときの受光面１２から太陽電池セル３０に入射する光Ｈ３の量の相対値（図中では相対入射光量）を示している。図２に示すように、上述した図１に示す構造の反射面１０によって太陽電池セル３０に入射する光の量が２．３倍程度まで増加することがわかる。なお、ファセット部Ｒ１と太陽電池セル３０の幅の比率が１より小さい場合には、光の集光の効果がそれ以上あがらないことがわかる。

図３は、太陽電池セル３０の幅を固定として、ファセット部Ｒ１の幅を変化させたときの相対入射光量を示している。
図３に示すように、相対入射光量は、ファセット部Ｒ１の幅が大きくなるに従って増加する。しかし、ファセット部Ｒ１の幅が３０ｍｍ以上となると、それ以上入射光量が増加しなくなり、３０ｍｍよりファセット部Ｒ１の幅を増やしても入射光量を増やすことができないことから、３０ｍｍ以下が好ましい。
また、ファセット部Ｒ１の幅が５ｍｍより小さいと、凹凸形状をつけずに拡散反射を用いたものと同程度の効果しか得られないため、５ｍｍ以上がより望ましい。

図４に示すように、上述の反射面１０を有する光再利用シート２０は、構造層３と、構造槽３の一面側に配された反射層４と、構造槽３の他面側に配された基材２とから構成することができる。

構造層３に凹凸形状を形成する方法として、型に反射面１０の凹凸形状を形成した面に熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等を塗布または注入し、その上に基材２を配置して、硬化処理後にスタンパから離型するといった方法が挙げられる。

また、図５に示すように、基材２を用いない構造層３のみからなる光再利用シート２０の作製方法としては、型を用いたプレス法、キャスティング法、射出成形法等により基材２と一体成形する方法が挙げられる。これらの方法によれば、シート形成と同時に、凹凸形状を形成することができる。

そして、図１に示す反射面１０を形成する型としては機械切削により作製されたものを用いることができる。この際、凹凸形状の先端は、形状に傷が付くのを防止するため、丸みを帯びたものが望ましい。

また、ファセット部Ｒ１のファセット群ｆ１の周期のピッチとしては、３００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、２００μｍ以下である。すなわち、ファセット群ｆ１の周期のピッチが３００μｍより大きい場合には、ファセット群ｆ１を成型するときの凹凸形状の先端部分の型に樹脂が十分に入らないため成型性が悪い。そして、上述の構造のファセット群ｆ１のピッチが２００μｍ以下であれば、比較的粘度の高い樹脂であっても成型が可能となる。
さらに、上述のファセット群ｆ１の周期のピッチが小さいと型の作製が難しくなるため、１０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、２０μｍ以上である。すなわち、ファセット群ｆ１の周期のピッチが１０μｍより小さいと、型を切削する際にファセット面を精度よく形成することが困難である。また、上述の構造の周期のピッチが２０μｍより小さいと、ファセット群ｆ１を成形する際に樹脂がうまく凹凸形状の溝に入らず凹凸形状の先端部分の形状を型どおり作製することができない。

さらに、構造層３の厚さは、特には限定されないが、例えば３μｍ以上、５００μｍ以下である。

そして、上述した光再利用シート２０の製造法では、以下に示す材料との適性により適宜選択するのが良い。

構造層３を形成するポリマー組成物中には、ポリマー組成物の他に例えば散乱反射体、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。

上述のポリマー組成物としては、特に限定されるものではなく、例えばポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。

上述のポリウレタン系樹脂の原料であるポリオールとしては、例えば水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールや、水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールなどが挙げられ、これらを単体で又は２種以上混合して使用することができる。

水酸基含有不飽和単量体としては、（ａ）例えばアクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アリルアルコール、ホモアリルアルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、（ｂ）例えばエチレングリコール、エチレンオキサイド、プロピレングリコール、プロピレンオキサイド、ブチレングリコール、ブチレンオキサイド、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルデカノエート、プラクセルＦＭ−１（ダイセル化学工業株式会社製）等の２価アルコール又はエポキシ化合物と、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸との反応で得られる水酸基含有不飽和単量体などが挙げられる。これらの水酸基含有不飽和単量体から選択される１種又は２種以上を重合してポリオールを製造することができる。

また、上述のポリオールは、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸シクロヘキシル、スチレン、ビニルトルエン、１−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、酢酸アリル、アジピン酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、マレイン酸ジエチル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エチレン、プロピレン、イソプレン等から選択される１種又は２種以上のエチレン性不飽和単量体と、上述の（ａ）及び（ｂ）から選択される水酸基含有不飽和単量体とを重合することで製造することもできる。

水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールの数平均分子量は１０００以上５０００００以下であり、好ましくは５０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールは、（ｃ）例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノルＡ、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ハイドロキノンビス（ヒドロキシエチルエーテル）、トリス（ヒドロキシエチル）イソシヌレート、キシリレングリコール等の多価アルコールと、（ｄ）例えばマレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、トリメット酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸等の多塩基酸とを、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール中の水酸基数が前記多塩基酸のカルボキシル基数よりも多い条件で反応させて製造することができる。

上述の水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールの数平均分子量は、５００以上３０００００以下であり、好ましくは２０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。

当該ポリマー組成物のポリマー材料として用いられるポリオールとしては、上述のポリエステルポリオール、及び、上述の水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、（メタ）アクリル単位等を有するアクリルポリオールが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールをポリマー材料とすれば耐候性が高く、構造層３の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。

なお、上述のポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。

構造層３を形成するポリマー組成物中に散乱反射体を反射性能、耐熱性能を向上させるため含有すると良い。ポリマー組成物中に散乱反射体を含有することで、構造層３ひいては光再利用シート２０の耐熱性が向上させることができ、かつ屈折率がポリマー組成物と大きく異なるものを用いれば、光を反射させることができる。なお、これにより十分な反射率が得られる場合には、図６、図７に示すように金属反射層４を設けなくても良い。
散乱反射体剤を構成する無機物としては、とくに限定されるものではなく、無機酸化物が好ましい。この無機酸化物は、シリカ等も用いることができるが、ＺｎＳ等の金属化合物を用いることもできるが特に、ＴｉＯ２、ＺｒＯ、Ａｌ２Ｏ３等の金属酸化物が望ましい。またシリカの中空粒子を用いることもできる。このうち、ＴｉＯ２は、屈折率が高く、分散性も得られやすいため好ましい。また、散乱反射体の形状は、球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状でよく、とくに限定されることはない。

散乱反射体の平均粒子径の下限としては、０．１μｍが好ましく、上限としては３０μｍが好ましい。これは、平均粒子径が０．１μｍより小さいと光を十分に反射せず、また平均粒子径が３０μｍより大きいと成型性が悪いためである。

散乱反射体のポリマー組成物１００部に対する配合量の下限としては、固形分換算で３０部が好ましい。一方、散乱反射体の上述の配合量の上限としては１００部が好ましい。これは、無機充填剤の配合量が３０部より少ないと、充填層２１から構造層３に入射する光Ｈ１を十分に反射することができないためであり、逆に、配合量が上述の範囲を越えると、成型性が悪いためである。

上述の散乱反射体としては、その表面に有機ポリマーが固定されたものを用いるとよい。このように有機ポリマー固定の散乱反射体を用いることで、ポリマー組成物での分散性やポリマー組成物との親和性の向上が図られる。この有機ポリマーについては、その分子量、形状、組成、官能基の有無等に関して特に限定はなく、任意の有機ポリマーを使用することができる。また有機ポリマーの形状については、直鎖状、分枝状、架橋構造等の任意の形状のものを使用することができる。

上述の有機ポリマーを構成する具体的な樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびこれらの共重合体やアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基で一部変性した樹脂等が挙げられる。中でも、（メタ）アクリル系樹脂、（メタ）アクリル−スチレン系樹脂、（メタ）アクリル−ポリエステル系樹脂等の（メタ）アクリル単位を含む有機ポリマーを必須成分とするものが被膜形成能を有し好適である。他方、上述のポリマー組成物と相溶性を有する樹脂が好ましく、従ってポリマー組成物と同じ組成であるものが最も好ましい。

上述のポリマー組成物としてはシクロアルキル基を有するポリオールが好ましい。ポリマー組成物としてのポリオール中にシクロアルキル基を導入することで、ポリマー組成物の撥水性、耐水性等の疎水性が高くなり、高温高湿条件下での構造層３ひいては光再利用シート２０の耐撓み性、寸法安定性等が改善される。また、構造層３の耐候性、硬度、肉持感、耐溶剤性等の塗膜基本性能が向上する。さらに、表面に有機ポリマーが固定された散乱反射体との親和性及び散乱反射体の分散性がさらに良好になる。

また、ポリマー組成物中には硬化剤としてイソシアネートを含有するとよい。このようにポリマー組成物中にイソシアネート硬化剤を含有することで、より一層強固な架橋構造となり、構造層３の被膜物性がさらに向上する。このイソシアネートとしては上述の多官能イソシアネート化合物と同様の物質が用いられる。中でも、被膜の黄変色を防止する脂肪族系イソシアネートが好ましい。

なお、散乱反射体は、内部に有機ポリマーを包含していてもよい。このことにより、散乱反射体のコアである無機物に適度な軟度および靱性を付与することができる。

上述の有機ポリマーにはアルコキシ基を含有するものを用いるとよく、その含有量は特に限定されないが、散乱反射体１ｇ当たり０．０１ｍｍｏｌ以上５０ｍｍｏｌ以下が好ましい。アルコキシ基により、ポリマー組成物との親和性や、ポリマー組成物中での分散性を向上させることができる。

上述のアルコキシ基は、微粒子骨格を形成する金属元素に結合したＲＯ基を示す。このＲは置換されていてもよいアルキル基であり、微粒子中のＲＯ基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒの具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル等が挙げられる。散乱反射体を構成する金属と同一の金属アルコキシ基を用いるのが好ましく、散乱反射体がコロイダルシリカである場合には、シリコンを金属とするアルコキシ基を用いるのが好ましい。

有機ポリマーを固定した散乱反射体の有機ポリマーの含有率については、特に制限されないが、散乱反射体を基準にして０．５質量％以上５０質量％以下が好ましい。

光再利用シート２０において、反射層４を用いる場合には、その密接着性等を向上させるため、反射層４の蒸着対象面（構造層３の表面）に表面処理を施すとよい（図示せず）。このような表面処理としては、例えば（ａ）コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いた酸化処理、及び（ｂ）プライマーコート処理、アンダーコート処理、アンカーコート処理、蒸着アンカーコート処理などが挙げられる。これらの表面処理の中でも、反射層４との接着強度が向上し、緻密かつ均一な反射層４の形成に寄与するコロナ放電処理及びアンカーコート処理が好ましい。

上述のアンカーコート処理に用いるアンカーコート剤としては、例えばポリエステル系アンカーコート剤、ポリアミド系アンカーコート剤、ポリウレタン系アンカーコート剤、エポキシ系アンカーコート剤、フェノール系アンカーコート剤、（メタ）アクリル系アンカーコート剤、ポリ酢酸ビニル系アンカーコート剤、ポリエチレンアルイハポリプロピレン等のポリオレフィン系アンカーコート剤、セルロース系アンカーコート剤などが挙げられる。これらのアンカーコート剤の中でも、反射層４の接着強度をより向上することができるポリエステル系アンカーコート剤が特に好ましい。

上述のアンカーコート剤のコーティング量（固形分換算）は、１ｇ／ｍ^２以上、３ｇ／ｍ２以下が好ましい。アンカーコート剤のコーティング量が１ｇ／ｍ^２より少ないと、反射層４の密着性向上効果が小さくなる。一方、当該アンカーコート剤のコーティング量が３ｇ／ｍ^２より多いと、光再利用シート２０の強度、耐久性等が低下するおそれがある。

なお、上述のアンカーコート剤中には、密接着性向上のためのシランカップリング剤、ブロッキングを防止するためのブロッキング防止剤、耐候性等を向上させるための紫外線吸収剤等の各種添加剤を適宜混合することができる。かかる添加剤の混合量としては、添加剤の効果発現とアンカーコート剤の機能阻害とのバランスから０．１重量％以上１０重量％以下が好ましい。上述の添加剤が、０．１重量％未満では、ブロッキングを十分に防止できず、耐候性が十分に得られず、１０重量％より多いと、トップコート剤の機能を阻害してしまう。

図４及び図５に示す反射層４は、光再利用シート２０に入射する光を反射するものである。反射層４を形成する際には、構造層３の凹凸形状が形成された面に沿って金属を蒸着することで形成される。この反射層４の蒸着手段としては、構造層３に収縮、黄変等の劣化を招来することなく金属が蒸着できれば特に限定されるものではなく、（ａ）真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンクラスタービーム法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＰＶＤ法）、（ｂ）プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法；ＣＶＤ法）が採用される。これらの蒸着法の中でも、生産性が高く良質な反射層４が形成できる真空蒸着法やイオンプレーティング法が好ましい。

反射層４に用いられる金属としては、金属光沢を有しかつ蒸着が可能であれば特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等が挙げられる。中でも、反射性が高く、緻密な反射層４が比較的容易に形成されるアルミニウム（Ａｌ）が好ましい。

なお、反射層４は、単層構造でもよく、２層以上の多層構造でもよい。このように反射層４を多層構造とすることで、蒸着の際に懸かる熱負担の軽減により構造層３の劣化が低減され、さらに構造層３と反射層４との密着性等を改善することができる。このとき、金属膜の上に酸化金属層を設けても良い。また、上述の物理気相成長法及び化学気相成長法における蒸着条件は、構造層３や基材２の樹脂種類、反射層４の厚さ等に応じて適宜設計される。

反射層４の厚さの下限としては、１０ｎｍが好ましく、２０ｎｍがより好ましい。一方、反射層４の厚さの上限としては、２００ｎｍが好ましく、１００ｎｍがより好ましい。これは、反射層４の厚さが１０ｎｍ下限より小さいと、充填層２１から反射層４に入射する光を十分に反射することができないためであり、また２０ｎｍ以上の厚さであっても、上述の反射層４で反射される光は増えないため、２０ｎｍであれば十分な厚さといえる。一方、反射層４の厚さが２００ｎｍの上限を超えると、反射層４に目視でも確認できるクラックが発生し、１００ｎｍ以下であれば、目視で確認できないようなクラックも発生しない。

また、反射層４の外面には、トップコート処理を施すとよい（図示せず）。このように反射層４の外面にトップコート処理を施すことで、反射層４が封止及び保護され、その結果、光再利用シート２０のハンドリング性が良くなる。また、反射層４の経年劣化も抑えることができる効果を奏する。

上述のトップコート処理に用いるトップコート剤としては、例えばポリエステル系トップコート剤、ポリアミド系トップコート剤、ポリウレタン系トップコート剤、エポキシ系トップコート剤、フェノール系トップコート剤、（メタ）アクリル系トップコート剤、ポリ酢酸ビニル系トップコート剤、ポリエチレンアルイハポリプロピレン等のポリオレフィン系トップコート剤、セルロース系トップコート剤などが挙げられる。かかるトップコート剤の中でも、反射層４との接着強度が高く、反射層４の表面保護、欠陥の封止等に寄与するポリエステル系トップコート剤が特に好ましい。

上述のトップコート剤のコーティング量（固形分換算）は、３ｇ／ｍ^２以上、７ｇ／ｍ^２以下が好ましい。トップコート剤のコーティング量が３ｇ／ｍ^２より小さいと、反射層４を封止及び保護する効果が小さくなるおそれがある。一方、当該トップコート剤のコーティング量が上７ｇ／ｍ^２を超えても、上述の反射層４の封止及び保護効果があまり増大せず、かえって光再利用シート２０の厚さが増大してしまう。

なお、上述のトップコート剤中には、密接着性向上のためのシランカップリング剤、耐候性等を向上させるための紫外線吸収剤、耐熱性等を向上させるための無機フィラー等の各種添加剤を適宜混合することができる。かかる添加剤の混合量としては、添加剤の効果発現とトップコート剤の機能阻害とのバランスから０．１重量％以上１０重量％以下が好ましい。上述の添加剤が、０．１重量％未満では、密接着性、耐候性、耐熱性が十分に得られず、１０重量％より多いと、トップコート剤の機能を阻害してしまう。

上述の光再利用シート２０を構成する基材２は、合成樹脂を材料とするシート成形により形成されている。かかる基材２に用いられる合成樹脂としては、屋外に設置されることを鑑み、耐水性、紫外線に対する耐久性等の耐候性を有しているものが望ましく、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、リエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、エポキシン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。
上述の樹脂の中でも、高い耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気等に対するガスバリア性等を有したものとして、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ乳酸系樹脂が好ましい。

上述のポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。これらのポリエステル系樹脂の中でも、耐熱性、耐候性等の諸機能面及び価格面のバランスが良好なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。

上述のフッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体からなるペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）等が挙げられる。これらのフッ素系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れるポリフッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）やテトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー（ＥＴＦＥ）が特に好ましい。

上述の環状ポリオレフィン系樹脂としては、例えばａ）シクロペンタジエン（及びその誘導体）、ジシクロペンタジエン（及びその誘導体）、シクロヘキサジエン（及びその誘導体）、ノルボルナジエン（及びその誘導体）等の環状ジエンを重合させてなるポリマー、ｂ）当該環状ジエンとエチレン、プロピレン、４−メチル−１−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン系モノマーの１種又は２種以上とを共重合させてなるコポリマー等が挙げられる。これらの環状ポリオレフィン系樹脂の中でも、強度、耐熱性、耐候性等に優れるシクロペンタジエン（及びその誘導体）、ジシクロペンタジエン（及びその誘導体）又はノルボルナジエン（及びその誘導体）等の環状ジエンのポリマーが特に好ましい。

なお、基材２の形成材料としては、上述の合成樹脂を１種又は２種以上混合して使用することができる。また、基材２の形成材料中には、加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性等を改良、改質する目的で、種々の添加剤等を混合することができる。この添加剤としては、例えば滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、充填材、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、発泡剤、防カビ剤、顔料等が挙げられる。上述の基材２の成形方法としては、特に限定されず、例えば押出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法等の公知の方法が採用される。

基材２を用いる場合には、その厚さは、２５μｍ以上、５００μｍ以下が好ましく、２５０μｍが特に好ましい。基材２の厚さが２５μｍより薄いと、紫外線硬化樹脂等の硬化収縮の影響により、構造層３の塗工加工際にカールが発生し、太陽電池モジュール２００に組み込む際に不具合が発生する。逆に、基材２の厚さが５００μｍを超えると、フィルム重量が増してしまい、太陽電池モジュール２００の重量も増してしまう。２５０μｍ以下であれば、より軽量の太陽電池モジュール２００を実現できる。

また、基材２、構造層３、基材２中に紫外線安定剤又は分子鎖に紫外線安定基が結合したポリマーを含有することも可能である。この紫外線安定剤又は紫外線安定基により、紫外線で発生するラジカル、活性酸素等が不活性化され、光再利用シート２０の紫外線安定性、耐候性等を向上させることができる。この紫外線安定剤又は紫外線安定基としては、紫外線に対する安定性が高いヒンダードアミン系紫外線安定剤又はヒンダードアミン系紫外線安定基が好適に用いられる。

このように、光再利用シート２０を用いた太陽電池モジュール２００では、隣り合う太陽電池セル３０の間の領域（ファセット部Ｒ１）に入射する光を光再利用シート２０の反射面１０で反射させ、太陽電池セル３０に入射させることができる。このとき、ファセット部Ｒ１で反射して受光面１２に入射する光の幅は、ファセット部Ｒ１に入射した光の幅と同じ長さとなるので、太陽電池セル３０の幅をファセット部Ｒ１の幅以上とすることで、ファセット部Ｒ１から反射した光を損失を低減して太陽電池セル３０で受光することができる。そして、ファセット部Ｒ１の幅が３０ｍｍ以下であって、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることで、太陽電池セル３０への入光量を増加させることが可能となる。これにより、隣り合う太陽電池セル３０の間の領域に入射する光も再利用することができることから、太陽電池モジュール２００の発電効率を向上させることが可能となる。

上述のように本第１の実施の形態による太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュール２００に入射する光を光再利用シート２０により再利用しつつ太陽電池セル３０に効率的に集光させることができ、これにより面積が小さく、且つ少ない太陽電池セル３０により多くの光量を入射させることが可能となり、発電効率の向上を図ることができる。

次に、本発明による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。

図８に示す本発明の第２の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ａは、ファセット部Ｒ１を複数としたものである。つまり、各々のファセット部Ｒ１１、Ｒ１２の長さを足し合わせたものが太陽電池セル３０の受光面１２に入射する光の幅となり、ファセット部Ｒ１の幅は、Ｒ１＝Ｒ１１＋Ｒ１２となる。

次に、図９に示すように、本発明の第３の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ｂでは、ファセット部Ｒ１を挟んで左右両側（図９の紙面で左右方向）に傾斜部Ｒ２、Ｒ２が隣接する構成となっている。すなわち、各傾斜部Ｒ２は、右上がり又は左上がりの斜面とシートの面方向に平行な段差面とから形成されており、全体としては一方向に傾斜するとともに、一端がファセット部Ｒ１と接している。傾斜部Ｒ２で反射される光Ｈ２は、一部が前面板２２を透過して外方に射出する損失となる光Ｈ４となるが、他の一部は入射面１１で反射し、太陽電池セル３０の受光面１２に入射する光Ｈ３となる。そして、傾斜部Ｒ２の幅が大きいほど太陽電池セル３０に入射する光が増加する。

ここで、図１０は、上述した第３の実施の形態による傾斜部Ｒ２を設けた場合における、ファセット部Ｒ１と太陽電池セル３０の幅との比率に対する相対入射光量を示している。
図１０に示すように、傾斜部Ｒ２の幅が５ｍｍあることによって２．６倍まで太陽電池セル３０に入射する光を増加させることができ、傾斜部Ｒ２の幅が１０ｍｍあることによって同じく３．２倍まで光を増加させることができる。
このように、第３の実施の形態では、ファセット部Ｒ１に加えて、さらに傾斜部Ｒ２を設けることによって、太陽電池セル３０により多くの光を入射（受光）させることができる。

次に、図１１に示す第４の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ｃは、上述した図９の傾斜部Ｒ２の形状を変えた構成であって、傾斜部Ｒ２が略鋸形状をなしている。つまり、本第４の実施の形態による傾斜部Ｒ２は、傾斜面のみで略三角形状に形成されたものである。

次に、図１２に示す第５の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ｄは、光再利用シート２０において、ファセット部Ｒ１が前面板２２側に凸となるように傾斜部Ｒ２、Ｒ２を形成した構造となっている。

また、図１３に示す第６の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ｅは、光再利用シート２０において、ファセット部Ｒ１が前面板２２側とは反対側に凹む窪みを有するファセット群により形成した構造となっている。

次に、図１４に示す第７の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ｆは、光再利用シート２０の反射面１０の裏面を充填層２１側に向けて配置した構成となっている。すなわち、反射面１０が充填層２１に接していない状態であり、光再利用シート２０を透過した光Ｈ１が反射面１０で反射する光Ｈ２となる。

さらに、図１５に示す第８の実施の形態による太陽電池モジュール２００Ｇでは、光再利用シート２０に１０μｍから３０μｍのアルミ層や１０ｎｍから１００ｎｍのシリカ層からなるバリア層４０（保護層、保護フィルム）を有したものを用いた構成となっている。
また、耐久性を上げるために、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル樹脂）を塗布または、ポリフッ化ビニル樹脂を有したフィルムを張り合わせて、太陽電池モジュールを保護するようにしてもよい。このようにすることにより、太陽電池モジュールをバックシートして用いることもできる。

次に、図１６に示すように、第９の実施の形態による光源モジュール２１０は、光再利用シート２０において、例えばＬＥＤ、ＥＬ等の固体の発光素子５０からの光を再利用するのにも利用可能としたものである。
すなわち、光源モジュール２１０は、光を透過する充填層２１と、充填層２１によって固定されるとともに、電気を光に変換し、その光を発光面１６より発光させて充填層２１の射出面１５で反射させる発光素子５０と、発光素子５０の背面側に配置され、充填層２１の射出面１５で反射した光を再び射出面１５へ向けて反射する反射面１０を有する光再利用シート２０（集光部）とを備えて概略構成されている。そして、光再利用シート２０は、上述した第１〜第８の実施の形態と同様に、複数の同一形状のファセット群からなるファセット部Ｒ１を有している。

発光素子５０は、エレクトロルミネッセンスにより電気を光へと変換する機能を持ち、発光面１６から射出する。そして、発光素子５０は、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ等の固体の発光ダイオードが好ましく用いることができる。

充填層２１は、発光素子５０を封止するものである。発光素子５０から射出した光Ｍ３は、充填層２１を透過し、一部は射出面１５から射出する光Ｍ３０となり、一部は射出面１５で反射する光Ｍ３１となる。充填層２１の材料は、充填層２１に入射する光Ｍ３１を透過させるため光線透過率が高い材料が用いられ、透過性の高いアクリル樹脂等が好ましく用いられる。

発光素子５０から射出した光Ｍ３のうち、射出面１５で反射する光Ｍ３１は、射出面１５で反射し、この光Ｍ２が光再利用シート２０の反射面１０に入射する。反射面１０に入射する光Ｍ２は、反射面１０で反射し、射出面１５に入射する。そして、反射面１０で反射し、射出面１５に入射する反射光Ｍ１は、光Ｍ０として射出面１５から外部へ射出される。これにより、射出面１５で反射する光を損失を低減して再利用することができるので、光再利用シート２０が無い構成と比較して発光素子５０の光利用効率が向上する効果がある。
なお、反射光Ｍ１の進む方向は、反射面１０の凹凸形状により制御でき、反射面１０が上述のファセット部を有することによって、多くの光を射出面から射出することができる。

以上、本発明による太陽電池モジュールおよび光源モジュールの第１〜第９の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では反射面１０の凹凸形状を三角形としているが、この形状に限定されることはなく、例えば台形、多角形のプリズム状の形状であってもかまわない。

Ｆ 光源方向
２ 基材
３ 構造層
４ 反射層
１０ 反射面
１１ 入射面
１２ 受光面
１５ 射出面
１６ 発光面
２０ 光再利用シート（集光部）
２１ 充填層
２２ 前面板
３０ 太陽電池セル
４０ バリア層
５０ 発光素子
２００、２００Ａ〜２００Ｇ 太陽電池モジュール
２１０ 光源モジュール
Ｐ 平面
Ｒ１、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３ ファセット部
Ｒ２ 傾斜部
ｆ１ ファセット群
Ｗ１ ファセット部からの光が受光面に入射する光の幅
Ｎ０ 反射面の法線
ＮＢ シート法線
ＮＧ 前面板の法線
θ 反射面の角度
Ｈ０ 太陽電池モジュールに垂直に入射する光
Ｈ１ 反射面に入射する光
Ｈ２ 反射光
Ｈ３ 再利用される光
Ｍ２ 反射面に入射する光
Ｍ３ 発光面から発光される光
Ｌ 光源

Claims (6)

1. 光を入射する前面板と、
   前記前面板を透過した光を透過する充填層と、
   該充填層によって固定されるとともに、前記充填層から透過した光を受光面から受光して電気に変換する太陽電池セルと、
   該太陽電池セルの背面側に配置され、前記前面板から入射した光を前記太陽電池セルの受光面周辺に向けて反射する反射面を有する集光部と、
   を備え、
   前記集光部は、複数の同一形状のファセット群からなるファセット部を有するとともに、該ファセット部の両側に位置する傾斜部を有し、
   該ファセット部の幅が３０ｍｍ以下であり、前記太陽電池セルの幅が前記ファセット部の幅以上であり、
   前記傾斜部は、全体として一方向に向けて傾斜し、一端が前記ファセット部に接してなり、該一端と他端の位置が前記集光部の厚さ方向で異なっていることを特徴とした太陽電池モジュール。
2. 前記ファセット部の幅は、５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下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. 前記前面板の厚みが２．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であ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. 前記充填層の厚みが０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
5. 前記反射面は、金属反射層からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
6. 光を透過する充填層と、
   該充填層によって固定されるとともに、電気を光に変換し、その光を発光面より発光させて前記充填層の射出面で反射させる発光素子と、
   該発光素子の背面側に配置され、前記充填層の射出面で反射した光を再び前記射出面へ向けて反射する反射面を有する集光部と、
   を備え、
   前記集光部は、複数の同一形状のファセット群からなるファセット部を有するとともに、該ファセット部の両側に位置する傾斜部を有し、
   該傾斜部は、全体として一方向に向けて傾斜し、一端が前記ファセット部に接してなり、該一端と他端の位置が前記集光部の厚さ方向で異なっていることを特徴とする光源モジュール。

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