JP5532327B2 - Solar cell front plate member and solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池セル(太陽電池素子)の前面に配置される透明の板状部材及び該板状部材を用いた太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a transparent plate-like member disposed on the front surface of a solar battery cell (solar cell element) and a solar cell module using the plate-like member.

図1に太陽光スペクトル及び一般的な太陽電池の分光感度の一例を示す。図1から分かる通り、太陽電池は通常、短波長帯域の感度特性が低く、太陽光を有効に利用できていない。そのため、蛍光体等の波長変換材料を用いて感度特性の低い短波長帯域の光を感度特性の高い長波長帯域の光に変換させ太陽光の利用効率を向上させる試みは以前から行われていた。   FIG. 1 shows an example of the solar spectrum and the spectral sensitivity of a general solar cell. As can be seen from FIG. 1, solar cells usually have low sensitivity characteristics in the short wavelength band, and sunlight cannot be used effectively. For this reason, attempts have been made to improve the use efficiency of sunlight by converting light in the short wavelength band with low sensitivity characteristics into light in the long wavelength band with high sensitivity characteristics using wavelength conversion materials such as phosphors. .

例えば特許文献1や特許文献2では導光板を用い、導光板の表面から光を取り込み、導光板内部の蛍光体で波長変換を行い、導光板側面に対向して配置された太陽電池セルに光を伝播させる技術が紹介されている。また特許文献3では集光レンズと太陽電池セルの間に蛍光層を配置する技術が紹介されている。   For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, a light guide plate is used, light is captured from the surface of the light guide plate, wavelength conversion is performed with a phosphor inside the light guide plate, and light is applied to solar cells arranged opposite to the side surface of the light guide plate. The technology to propagate is introduced. Patent Document 3 introduces a technique for arranging a fluorescent layer between a condenser lens and a solar battery cell.

特開昭57−095675号公報JP-A-57-095675 特開平2−052470号公報JP-A-2-052470 特開2003−086823号公報JP 2003-086823 A 特開平9−265015号公報JP-A-9-265015 特許第3332922号明細書Japanese Patent No. 3332922 特公昭52−5857号公報Japanese Patent Publication No.52-5857 特開平6−186441号公報JP-A-6-186441 特公昭55−18882号公報Japanese Patent Publication No.55-18882 特開平7−27928号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-27928 特開2010−60891号公報JP 2010-60891 A

しかしながら、いずれの技術も以下のような課題を有する。すなわち、一旦蛍光体が吸収した光は放出する際に元の光の進行方向を保存せず、等方的な放出となるため無駄な方向にも多く光が行ってしまい、その結果、太陽電池セルに到達しない光が増えてしまう。   However, each technique has the following problems. That is, the light once absorbed by the phosphor does not preserve the traveling direction of the original light when it is emitted, and isotropically emitted, so a lot of light goes in a useless direction. As a result, the solar cell The light that does not reach the cell will increase.

本発明の目的は、蛍光体で波長変換を行った光の方向を制御し、波長が変換された光をより効率的に太陽電池セルに導くことができる透明の板状部材及び該板状部材を用いた太陽電池モジュールを提供することにある。   An object of the present invention is to control the direction of light that has been subjected to wavelength conversion by a phosphor, and to provide a transparent plate-like member that can more efficiently guide the wavelength-converted light to a solar cell, and the plate-like member. It is in providing the solar cell module using this.

そこで、鋭意検討した結果、本発明者らは板厚方向に関して屈折率分布が付与された板状の媒体の中に蛍光体を分散させれば蛍光体から等方的に放出された光の進行方向を制御することが可能となり、蛍光体から等方的に放出された光のうち、太陽電池セルに到達する光を増加させることを見出した。   Thus, as a result of intensive studies, the present inventors have proceeded with the isotropically emitted light from the phosphor by dispersing the phosphor in a plate-like medium having a refractive index distribution in the thickness direction. It has been found that the direction can be controlled, and the light reaching the solar battery cell among the light isotropically emitted from the phosphor is increased.

即ち、本発明に係る板状部材は、透明な板状部材であって、一方の面の屈折率が他方の面の屈折率より高く、かつ、屈折率が板の厚さ方向に沿って段階的又は連続的に変化していることを特徴とする。   That is, the plate member according to the present invention is a transparent plate member, and the refractive index of one surface is higher than the refractive index of the other surface, and the refractive index is stepped along the thickness direction of the plate. It is characterized by changing continuously or continuously.

また、本発明に係る板状部材は、太陽電池に用いられる透明な板状部材であって、励起光の波長と放出光の波長とが異なる蛍光体を1種類以上含有し、太陽光が入光する入光面と、前記入光面と厚さ方向反対側の反対面と、を有し、前記反対面側の屈折率が前記入光面側の屈折率に比べ高屈折率より高く、屈折率が前記厚さ方向に沿って段階的又は連続的に変化していることを特徴とする。   Further, the plate-like member according to the present invention is a transparent plate-like member used for a solar cell, and contains at least one type of phosphor having different wavelengths of excitation light and emission light, and receives sunlight. A light incident surface, and an opposite surface opposite to the light incident surface in the thickness direction, the refractive index on the opposite surface side is higher than the high refractive index compared to the refractive index on the light incident surface side, The refractive index varies stepwise or continuously along the thickness direction.

本発明の一態様においては、前記屈折率は、前記入光面側から前記反対面側に向かって、1.40以上1.70以下の範囲内で高くなることを特徴とする。   In one aspect of the present invention, the refractive index increases in a range from 1.40 to 1.70 from the light incident surface side toward the opposite surface side.

本発明の別の一態様においては、前記蛍光体は、前記厚さ方向において前記反対面側に偏在していることを特徴とする。   In another aspect of the present invention, the phosphor is unevenly distributed on the opposite surface side in the thickness direction.

本発明の別の一態様においては、前記厚さ方向において、前記屈折率が高くなるにつれて、前記蛍光体の濃度が高くなることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is characterized in that, in the thickness direction, the concentration of the phosphor increases as the refractive index increases.

本発明の別の一態様においては、紫外線吸収剤を更に含有してなり、前記厚さ方向において、前記屈折率が低くなるにつれて前記紫外線吸収剤の濃度が高くなることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is characterized by further containing an ultraviolet absorber, and the concentration of the ultraviolet absorber increases in the thickness direction as the refractive index decreases.

本発明に係る太陽電池モジュールは、上述の板状部材と、前記板状部材の前記反対面と対向するように配置された太陽電池セルとを有することを特徴とする。   The solar cell module according to the present invention includes the above-described plate-like member and solar cells arranged so as to face the opposite surface of the plate-like member.

本発明を実施すれば、板の厚さ方向に沿って屈折率が段階的又は連続的に変化している屈折率分布を付与した透明の板状部材を得ることができる。また、太陽光の利用効率が向上した太陽電池モジュールを提供することが可能となる。   By carrying out the present invention, it is possible to obtain a transparent plate member having a refractive index distribution in which the refractive index changes stepwise or continuously along the thickness direction of the plate. In addition, it is possible to provide a solar cell module with improved utilization efficiency of sunlight.

太陽光のスペクトルと太陽電池の分光感度特性とを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of sunlight, and the spectral sensitivity characteristic of a solar cell. 本発明に係る前面板が取り付けられた太陽電池モジュールの模式断面図である。It is a schematic cross section of a solar cell module to which a front plate according to the present invention is attached. 本発明に係る前面板の光学シミュレーションのモデル図である。It is a model figure of the optical simulation of the front plate concerning the present invention. 本発明に係る前面板の光学シミュレーションのモデル図である。It is a model figure of the optical simulation of the front plate concerning the present invention. 実施例1で作製した板の屈折率分布をインターファコ干渉顕微鏡にて測定したデータである。It is the data which measured the refractive index distribution of the board produced in Example 1 with the interfaco interference microscope. 実施例2で作製した多層膜の概略図である。6 is a schematic view of a multilayer film produced in Example 2. FIG. 実施例3で作製した板の励起−蛍光スペクトルである。It is an excitation-fluorescence spectrum of the plate produced in Example 3.

以下に図面を参考にしながら本発明に係る透明の板状部材について、太陽電池用の前面板を例に詳細に説明する。なお、本明細書においては、透明とは太陽電池セルの発電に寄与する少なくとも一部の波長帯域の光を透過することを意味する。   Hereinafter, the transparent plate member according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking a front plate for a solar cell as an example. In the present specification, the term “transparent” means that light in at least a part of the wavelength band that contributes to power generation of the solar battery cell is transmitted.

図2は、本発明に係る太陽電池前面板が取り付けられた太陽電池モジュールの模式断面図である。図2に示されたように、太陽電池モジュールは、太陽電池セル15のセル全面を覆うように、前面板10が配置されて構成される。前面板10は、厚み方向に沿って屈折率が段階的又は連続的に変化している屈折率分布を有しており、前面板の太陽光20が入光する側が低屈折率(低屈折率側11)となり、太陽電池セル側が高屈折率(高屈折率側12)とされている。また、前面板10には、蛍光体13が含有されており、太陽光20の所定の波長帯を励起波長として、励起波長とは波長帯が異なる放出光14を等方的に放出する。本発明に係る前面板の厚み寸法は特に限定されないが、太陽光の透過性や添加する蛍光体の濃度等の観点から0.05〜10mmの範囲が好ましい。前面板の厚みが薄くなると太陽光の透過性が上がる傾向にある。また前面板の厚みが厚くなると添加可能な蛍光体の面積あたりの量を増やすことができ、変換効率が向上する傾向にある。前面板10の厚みを0.05〜10mmに設定することで、太陽光の透過性を確保しつつ、波長変換に適した分量の蛍光体13を前面板10に含有させることができる。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module to which a solar cell front plate according to the present invention is attached. As shown in FIG. 2, the solar cell module is configured by arranging the front plate 10 so as to cover the entire cell surface of the solar cell 15. The front plate 10 has a refractive index distribution in which the refractive index changes stepwise or continuously along the thickness direction, and the side of the front plate where sunlight 20 enters is a low refractive index (low refractive index). Side 11), and the solar battery cell side has a high refractive index (high refractive index side 12). Further, the front plate 10 contains a phosphor 13 and emits emitted light 14 isotropically having a wavelength band different from the excitation wavelength with a predetermined wavelength band of sunlight 20 as an excitation wavelength. The thickness dimension of the front plate according to the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.05 to 10 mm from the viewpoints of sunlight transmittance and the concentration of the phosphor to be added. When the thickness of the front plate is reduced, the sunlight transmittance tends to increase. Further, when the thickness of the front plate is increased, the amount of phosphor that can be added per area can be increased, and conversion efficiency tends to be improved. By setting the thickness of the front plate 10 to 0.05 to 10 mm, the front plate 10 can contain an amount of the phosphor 13 suitable for wavelength conversion while ensuring sunlight transparency.

本発明に係る前面板に用いられる蛍光体13は、特定の波長帯域の光を異なる波長帯域の光に変換する機能を持てばよく、特に限定されないが、通常の発光材料として用いられている材料等を用いることができる。種類は特に限定されないが、太陽光を有効に利用して発電効率を高める観点から、太陽電池セル15の感度特性の低い短波長帯域の光を励起光とする蛍光体を用いることが好ましい。具体的には400nm以下の紫外光を励起光とすることが好ましい。また放出光は感度特性の高い長波長の光となる蛍光体が好ましく、具体的には600nm〜1200nmの赤色光〜赤外線が放出光となることが好ましい。   The phosphor 13 used in the front plate according to the present invention is not particularly limited as long as it has a function of converting light of a specific wavelength band into light of a different wavelength band, but is a material used as a normal light emitting material. Etc. can be used. The type is not particularly limited, but it is preferable to use a phosphor that uses light in a short wavelength band with low sensitivity characteristics of the solar battery cell 15 as excitation light from the viewpoint of effectively using sunlight and increasing power generation efficiency. Specifically, it is preferable to use ultraviolet light of 400 nm or less as excitation light. Further, the emitted light is preferably a phosphor that has long wavelength light with high sensitivity characteristics, and specifically, red light to infrared light of 600 nm to 1200 nm is preferably emitted light.

蛍光体の種類は、特に限定されないが、例えば、錯体、無機化合物、量子ドット化合物、有機化合物、高分子化合物等が挙げられ、これらを単独で使用してもよく、また、2種以上併用してもよい。例えば、2種類の蛍光体を併用する場合、一方の蛍光体Aの放出光の波長帯域と、他方の蛍光体Bの励起光の波長帯域とが重なるようにすることで、蛍光体A及び蛍光体Bの励起光を蛍光体Bの放出光に変換することができ、より広範囲の感度特性の低い光を感度特性の高い光に変換することができるため好ましい。   Although the kind of fluorescent substance is not specifically limited, For example, a complex, an inorganic compound, a quantum dot compound, an organic compound, a high molecular compound etc. are mentioned, These may be used independently and 2 or more types are used together. May be. For example, when two types of phosphors are used in combination, the wavelength band of the emission light of one phosphor A and the wavelength band of the excitation light of the other phosphor B overlap so that the phosphor A and the fluorescence It is preferable because the excitation light of the body B can be converted into the emission light of the phosphor B, and light having a lower sensitivity characteristic in a wider range can be converted into light having a higher sensitivity characteristic.

(無機蛍光体)
ここで述べる無機蛍光体とは、母結晶に賦活剤として発光イオンがドープされたものを指す。種類は特に限定はされないが、母結晶にはMg、K、Ca、Sr、Y、Ba、Zn、Ga、In、Al、P、S、Cl、O、La、Gd、V、B等の元素を1種類以上用い、賦活剤としての発光イオンにはMn、Ag、Ce、Nd、Eu、Tb、Dy、Ho、Tm等が1種類以上用いられている無機蛍光体が挙げられる。中でも、母結晶の結晶構造を崩さないように、母結晶中の元素が同族の発光イオンに置換されている無機蛍光体が好ましく、例えばY、La、Scを少なくとも1種類以上含有してなる母結晶にEuイオンがドープされているような無機蛍光体はより好ましい。Euイオンをドープした無機蛍光体の1例として、ヒカリ★カラー REF−10RM/RF、ヒカリ★カラー REF−20RM/RF(販売元:TDOグラフィックス株式会社)が挙げられる。
(Inorganic phosphor)
The inorganic phosphor described here refers to a matrix crystal doped with luminescent ions as an activator. The type is not particularly limited, but the mother crystal includes elements such as Mg, K, Ca, Sr, Y, Ba, Zn, Ga, In, Al, P, S, Cl, O, La, Gd, V, and B. Inorganic phosphors in which one or more types are used and the luminescent ions as activators include one or more types of Mn, Ag, Ce, Nd, Eu, Tb, Dy, Ho, Tm, and the like. Among them, an inorganic phosphor in which an element in the mother crystal is substituted with a luminescent ion of the same family is preferable so as not to destroy the crystal structure of the mother crystal. For example, a mother material containing at least one kind of Y, La, and Sc. An inorganic phosphor in which Eu ions are doped in the crystal is more preferable. Examples of inorganic phosphors doped with Eu ions include Hikari * Color REF-10RM / RF and Hikari * Color REF-20RM / RF (distributor: TDO Graphics Co., Ltd.).

(量子ドット系蛍光体)
ここで述べる、量子ドットというのは原子が数百個から数千個集まったナノスケールの塊で、3次元全ての方向から電子を閉じ込めた構造を有したものを指す。量子ドットは、粒径を変更することで任意の吸収・励起・放出光特性を付与することができ、且つ粒径が小さく入射光を散乱させないため好ましい。種類は特に限定されないが、例えば、Cd、Se、Te、Pb等の何れかの組み合わせからなるコア層と、Zn、S等からなるシェル層からなるコアシェル構造体や、Cd、Se、Te、Pb、Zn、S等の何れかの組み合わせからなる構造体が用いることができる。量子ドット系蛍光体の例としては、CdSe/ZnSコアシェルエヴィドット、PbSコアエヴィドット(販売元:オーシャンフォトニクス株式会社)、Qdot ナノクリスタル(販売元:ライフテクノロジーズジャパン株式会社)等が挙げられる。
(Quantum dot phosphor)
The quantum dot described here refers to a nanoscale lump in which hundreds to thousands of atoms are collected and has a structure in which electrons are confined from all three dimensions. Quantum dots are preferable because they can give arbitrary absorption / excitation / emission light characteristics by changing the particle size, and the particle size is small and does not scatter incident light. The type is not particularly limited, but for example, a core-shell structure composed of a core layer composed of any combination of Cd, Se, Te, Pb, etc., and a shell layer composed of Zn, S, etc., Cd, Se, Te, Pb A structure made of any combination of Zn, S, etc. can be used. Examples of the quantum dot phosphor include CdSe / ZnS core shell Evi dot, PbS core Evi dot (distributor: Ocean Photonics Co., Ltd.), Qdot nanocrystal (distributor: Life Technologies Japan Co., Ltd.), and the like.

(有機蛍光体)
種類は特に限定されないが、有機蛍光分子の例としては、アリールアミン誘導体、アントラセン誘導体(フェニルアントラセン誘導体)、ペンタセン誘導体、アゾール誘導体(オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾアザトリアゾール誘導体)、チオフェン誘導体(オリゴチオフェン誘導体)、カルバゾール誘導体、ジエン系(シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体)、スチリル誘導体、(ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、スチルベン誘導体)、シロール誘導体、スピロ化合物、トリフェニルアミン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ヒドラゾン誘導体、ピラゾール誘導体(ピラゾリン誘導体)、ピリジン環化合物、ピロール誘導体(ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体)、フルオレン誘導体、フェナントロリン誘導体、ピレン誘導体(フェナントレン誘導体)、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、フェニレン化合物、ローダミン類、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、ベンゾオキサジノン誘導体、キナゾリノン誘導体、キノフタロン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体を1種類以上含む蛍光体等が挙げられる。
(Organic phosphor)
Although the type is not particularly limited, examples of organic fluorescent molecules include arylamine derivatives, anthracene derivatives (phenylanthracene derivatives), pentacene derivatives, azole derivatives (oxadiazole derivatives, oxazole derivatives, triazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzoaza Triazole derivatives), thiophene derivatives (oligothiophene derivatives), carbazole derivatives, dienes (cyclopentadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives), styryl derivatives, (distyrylbenzene derivatives, distyrylpyrazine derivatives, distyrylarylene derivatives, stilbene derivatives) , Silole derivatives, spiro compounds, triphenylamine derivatives, trifumanylamine derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, hydrazone derivatives, pyrazoles Conductor (pyrazoline derivative), pyridine ring compound, pyrrole derivative (porphyrin derivative, phthalocyanine derivative), fluorene derivative, phenanthroline derivative, pyrene derivative (phenanthrene derivative), perinone derivative, perylene derivative, phenylene compound, rhodamines, coumarin derivative, naphthalimide Examples thereof include phosphors containing one or more of derivatives, benzoxazinone derivatives, quinazolinone derivatives, quinophthalone derivatives, rubrene derivatives, and quinacridone derivatives.

例としては、Lumogen F シリーズ(製造元:BASF)、7−Diethylamino−4a,8a−dihydro−chromen−2−one、7−Diethylamino−4−trifluoromethyl−chromen−2−one、7−Diethylamino−3−phenyl−chromen−2−one、1,4−Bis−[2−(4−fluoro−phenyl)−vinyl]−2,5−bis−octyloxy−benzene、[4−[2−(4−Fluoro−phenyl)−vinyl]−phenyl]−diphenyl−amine、Diphenyl−(4−styryl−phenyl)−amine、5−tert−Butyl−2−(2−(4−(2−(5−tert−butylbenzoxazol−2−yl)vinyl)phenyl)vinyl)benzoxazole(テクノケミカル株式会社)、新規有機蛍光色素シリーズ(製造元:ハリマ化成株式会社)、シンロイヒカラーシリーズ(販売元:シンロイヒ株式会社)、TINOPAL OB、TINOPAL OB−one(販売元:チバ・ジャパン株式会社)等が挙げられる。中でも特に、Lumogen F Violet570やBlue650(製造元:BASF)は、紫外領域から可視領域の入り口にかけての広い励起帯を有し、量子収率が高く、励起光と放出光との重なりが少ないため特に好ましい。また、新規有機蛍光色素Orange600(製造元:ハリマ化成株式会社)は、Lumogen F Violet570やBlue650の放出光と重なる励起帯を有し、量子収率も高く、励起光と放出光との重なりが少ないため、組み合わせる蛍光体として好ましい。   Examples include Lumogen F series (manufacturer: BASF), 7-Diethylamino-4a, 8a-dihydro-chromen-2-one, 7-Diethylamino-4-trifluoro-2-chloro, 7-Diethylamino-3-phene. -Chromen-2-one, 1,4-Bis- [2- (4-fluoro-phenyl) -vinyl] -2,5-bis-octyloxy-benzene, [4- [2- (4-Fluoro-phenyl) -Vinyl] -phenyl] -diphenyl-amine, Diphenyl- (4-styryl-phenyl) -amine, 5-tert-Butyl-2- (2- (4- (2- (5- tert-butylbenzoxazol-2-yl) vinyl) vinyl) vinyl) benzoxole (Technochemical Co., Ltd.), new organic fluorescent dye series (manufacturer: Harima Kasei Co., Ltd.), Shinrohi Color Series (distributor: Shinrohi Co., Ltd.), TINOPAL OB, TINOPAL OB-one (sales agency: Ciba Japan Co., Ltd.), etc. are mentioned. Among these, Lumogen F Violet 570 and Blue650 (manufacturer: BASF) are particularly preferable because they have a wide excitation band from the ultraviolet region to the entrance of the visible region, high quantum yield, and little overlap between excitation light and emission light. . In addition, the new organic fluorescent dye Orange 600 (manufacturer: Harima Kasei Co., Ltd.) has an excitation band overlapping with the emission light of Lumogen F Violet 570 and Blue 650, has a high quantum yield, and has little overlap between the excitation light and the emission light. , Preferred as a phosphor to be combined.

(錯体系蛍光体)
ここで述べる錯体とは、配位結合や水素結合によって、一種以上の発光中心に、配位子が配位して形成された分子性化合物を指す。特に限定はされないが、錯体の発光中心には、例えば、遷移金属元素、典型元素、非典型元素等が用いられる。配位子には、蛍光発光する構造体を用いても良い。これらの錯体は、発光中心を1分子以上含んでもよく、種類も一種類以上含んでも良い。典型元素ではBeが、非典型元素ではBが、遷移金属元素ではAl、Fe、Cu、Zn、Ru、Ir、Pt、Au、Re、Os等が含まれている錯体は、配位子を交換することで所望の発光特性を持たせることができ、比較的安価に入手することができるため好ましい。更に、遷移金属元素中の希土類であるGd、Yb、Y、Eu、Tb、Yb、Nd、Er、Sm、Dy、Ce等の何れかが含まれている錯体は、励起光と放出光との重なりが小さく、配位子に強く依存しない半値幅の狭い発光を持つため好ましい。特に、Eu錯体は量子収率も高くより好ましい。中でも特に、Eu(TTA)3phen(販売元:東京化成工業株式会社)は、量子収率も高く、励起光と放出光と波長の差が非常に大きく重なりが無く、励起光の帯域が広いため好ましい。
(Complex phosphor)
The complex described here refers to a molecular compound formed by coordination of a ligand to one or more emission centers by coordination bond or hydrogen bond. Although not particularly limited, for example, a transition metal element, a typical element, an atypical element, or the like is used as the emission center of the complex. As the ligand, a structure that emits fluorescence may be used. These complexes may include one or more luminescent centers and may include one or more types. Complexes containing Be for typical elements, B for non-typical elements, Al, Fe, Cu, Zn, Ru, Ir, Pt, Au, Re, Os, etc. for transition metal elements exchange ligands. By doing so, it is possible to obtain desired light emission characteristics and it is preferable because it can be obtained at a relatively low cost. Furthermore, the complex containing any of the rare earth elements Gd, Yb, Y, Eu, Tb, Yb, Nd, Er, Sm, Dy, Ce, etc. in the transition metal element is obtained by the excitation light and the emission light. The overlap is small, and light emission with a narrow half-value width not strongly dependent on the ligand is preferable. In particular, the Eu complex is more preferable because of its high quantum yield. In particular, Eu (TTA) 3phen (distributor: Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) has a high quantum yield, the difference in wavelength between the excitation light and the emission light is very large and there is no overlap, and the excitation light band is wide. preferable.

(高分子系蛍光体)
高分子系蛍光体は、分子内の主鎖あるいは側鎖に、上述の錯体系蛍光体、無機蛍光体、量子ドット系蛍光体、有機蛍光体を導入されたものや、2量体、3量体やそれ以上に連なった重合体やデンドリマー等が用いられ、各々が任意に導入された共重合体でもよい。例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレノン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリチオフェン誘導体及びそれらの共重合体等が挙げられる。
(Polymer phosphor)
Polymer phosphors are those in which the above-mentioned complex phosphors, inorganic phosphors, quantum dot phosphors, and organic phosphors are introduced into the main chain or side chain in the molecule, dimers, and trimers. A polymer, a dendrimer, or the like that is continuous with the polymer, or a copolymer in which each is arbitrarily introduced may be used. Examples include polyparaphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polyfluorene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorenone derivatives, polyquinoxaline derivatives, polythiophene derivatives, and copolymers thereof.

蛍光体の濃度傾斜は、面方向は均一であることが好ましいが、厚み方向は板の厚さ方向に沿って連続的に変化させてもよく、階段状(層状)に変化させても良い。複数の蛍光体を含有させる場合は、個々の蛍光体が同一の濃度傾斜を持っても良く、別々の濃度傾斜を持っても良い。中でも、屈折率が高くなるにつれて、蛍光体の濃度を高くすることが、発電効率を高める観点から好ましい。   The concentration gradient of the phosphor is preferably uniform in the plane direction, but the thickness direction may be changed continuously along the thickness direction of the plate or may be changed stepwise (layered). When a plurality of phosphors are included, the individual phosphors may have the same concentration gradient or different concentration gradients. Among these, as the refractive index increases, it is preferable to increase the concentration of the phosphor from the viewpoint of increasing the power generation efficiency.

量子ドット系蛍光体及び無機蛍光体の粒径は、用いる太陽電池セルや前面板の厚み及び組み合わせる蛍光体によって最適な粒径が変化する。特に限定されないが、0.1〜1500nmが好ましく、1〜1200nmが特に好ましい。0.1nm未満になると、粒径が小さ過ぎるため励起光及び放出光が共に短波長化し過ぎたり、放出光の強度が著しく低下して所望の特性を満たさないおそれがあり、1500nmより大きいと入射光を散乱させてしまい太陽電池セルへの入射を妨げてしまう可能性がある。   The optimum particle size of the quantum dot phosphor and the inorganic phosphor varies depending on the thickness of the solar cell or front plate used and the phosphor to be combined. Although not particularly limited, 0.1 to 1500 nm is preferable, and 1 to 1200 nm is particularly preferable. If it is less than 0.1 nm, both the excitation light and the emitted light may be too short because the particle size is too small, or the intensity of the emitted light may be remarkably reduced and the desired characteristics may not be satisfied. There is a possibility that light is scattered and incident on the solar cell is hindered.

蛍光体の添加量は、前面板の厚みに応じて最適濃度も変化するので、溶解又は分散する範囲内であれば特に限定されないが、太陽光を受ける面積あたりの添加量を、0.001〜1500g/mの範囲にすることが好ましく、0.005〜1250g/mの範囲にすることが特に好ましい。0.001g/mよりも少なくすると十分な波長変換能を付与することが出来ない恐れがあり、1500g/mよりも多くすると蛍光強度の飽和や濃度消光現象が発現し、経済性の低下に加えて波長変換能の低下を引き起こし易くなる。 The addition amount of the phosphor is not particularly limited as long as the optimum concentration changes depending on the thickness of the front plate, so long as it is within a range where it is dissolved or dispersed. preferably in the range of 1500 g / m 2, and particularly preferably in the range of 0.005~1250g / m 2. If the amount is less than 0.001 g / m 2 , sufficient wavelength conversion ability may not be imparted. If the amount is more than 1500 g / m 2 , saturation of fluorescence intensity and concentration quenching occur, resulting in a decrease in economic efficiency. In addition to this, it tends to cause a decrease in wavelength conversion ability.

ここで、前面板10の蛍光体13から放射された放出光14の進み方について説明する。前面板10は、太陽光20が入光する入光面側の屈折率が一番低く(低屈折率側11)、前記入光面と厚さ方向反対側であって太陽電池セルと対向する側(反対面側)の屈折率が一番高く(高屈折率側12)、厚さ方向に沿って屈折率が連続的あるいは段階的(断続的)に変化している。光は屈折率の高い方へ、つまり高屈折率側へ曲がっていく性質があるため、このような構造を持つことで前面板10内部の蛍光体13から等方的に放出された放出光14は、前面板10内部を進行していくうちに高屈折率側12の太陽電池セル15側に曲げられていく。これにより、多くの放出光14を太陽電池セル15に取り込むことが可能となる。   Here, how the emitted light 14 radiated from the phosphor 13 of the front plate 10 proceeds will be described. The front plate 10 has the lowest refractive index on the light incident surface side where the sunlight 20 enters (low refractive index side 11), and is opposite to the light incident surface in the thickness direction and faces the solar battery cell. The refractive index on the side (opposite surface side) is the highest (high refractive index side 12), and the refractive index changes continuously or stepwise (intermittently) along the thickness direction. Since the light has a property of bending toward the higher refractive index, that is, toward the higher refractive index side, the emitted light 14 isotropically emitted from the phosphor 13 inside the front plate 10 by having such a structure. Is bent toward the solar cell 15 side of the high refractive index side 12 as it advances through the front plate 10. Thereby, a lot of emitted light 14 can be taken into the solar battery cell 15.

前面板10を構成するマトリクス樹脂は特に限定されないが、透明性及び耐候性の観点からアクリル系やビニル系の樹脂を用いることが好ましい。
高屈折率側12の成分は特に限定されないが、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、メチルメタクリレート、フェニルエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ビニルベンゾエート、オルトクロロスチレン、パラフルオロスチレン又はパライソプロピルスチレン等の重合体が好適に用いられる。
また低屈折率側11の成分は特に限定されないが、メチルメタクリレート、2,2,2,−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート、フッ化ビニリデン等の重合体が好適に用いられる。
またこれらは単独重合体として用いてもよいし、複数種類組み合わせた共重合体として用いてもよい。
The matrix resin constituting the front plate 10 is not particularly limited, but it is preferable to use an acrylic or vinyl resin from the viewpoints of transparency and weather resistance.
The component on the high refractive index side 12 is not particularly limited, but a polymer such as benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, methyl methacrylate, phenyl ethyl methacrylate, benzyl acrylate, vinyl benzoate, orthochlorostyrene, parafluorostyrene or paraisopropylstyrene is preferable. Used.
Further, the component on the low refractive index side 11 is not particularly limited, but methyl methacrylate, 2,2,2, -trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-tetra Fluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, fluorine Polymers such as vinylidene chloride are preferably used.
Moreover, these may be used as a homopolymer or may be used as a copolymer in which a plurality of types are combined.

太陽電池用の前面板として、本発明に係る前面板10を用いる場合、前面板10は長期間太陽光に晒されるため、耐候安定剤である紫外線吸収剤や光安定剤、特には紫外線吸収剤を添加して耐候性を向上させることが好ましい。またこのとき、厚み方向において、屈折率が低くなるにつれて紫外線吸収剤の濃度が高くなるように、低屈折率側11、すなわち太陽に近い側に紫外線吸収剤を多く分布させると添加した蛍光体の寿命が延びる傾向にありより好ましい。   When the front plate 10 according to the present invention is used as a front plate for a solar cell, the front plate 10 is exposed to sunlight for a long period of time. Therefore, an ultraviolet absorber and a light stabilizer that are weathering stabilizers, particularly an ultraviolet absorber. It is preferable to improve weather resistance by adding. Further, at this time, in the thickness direction, when a large amount of the ultraviolet absorber is distributed on the low refractive index side 11, that is, the side closer to the sun so that the concentration of the ultraviolet absorber increases as the refractive index decreases, It is more preferable because the lifetime tends to be extended.

紫外線吸収剤としては、
フェニルサリシレート、p−tert−ブチルフェニルサリシレート等のサリシル酸系、
2−4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、
2−(2’−ヒドロキシ5’−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾ−ル、2−(2’ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、
2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレ−ト、エチル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレ−ト系、
ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、(2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェノラート)−n−ブチルアミンニッケル等が挙げられる。光安定剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートのようなヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤や光安定剤は単独で用いることもあるいは2種以上を混合して用いることも可能である。
As a UV absorber,
Salicylic acid series such as phenyl salicylate, p-tert-butylphenyl salicylate,
Benzophenone series such as 2-4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-dodecyloxybenzophenone,
2- (2′-hydroxy-5′-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2′hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3) '-Tert-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'hydroxy-3', 5'-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, etc. Benzotriazole,
Cyanoacrylate systems such as 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylate, ethyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylate,
Examples thereof include nickel bis (octylphenyl) sulfide, (2,2′-thiobis (4-tert-octylphenolate) -n-butylamine nickel, etc. Examples of the light stabilizer include bis (2,2,6,6- Hindered amine light stabilizers such as tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, etc. These ultraviolet absorbers and light stabilizers can be used alone or in admixture of two or more. .

耐候安定剤、特に紫外線吸収剤の添加量としては、マトリクス樹脂100重量部に対して、0.001〜10重量部が好ましく、0.005〜5重量部が特に好ましい。0.001重量部より少ないと十分な耐候性を付与することができないことがあり、10重量部よりも多く含有させても紫外線遮蔽能的は飽和し、経済性を落とすだけでなく、前面板の製造時に紫外線吸収剤のブリードアウト等により製品外観の低下等を引き起こし易くなる。従って、ブリードアウトを防止する観点から、性能を満足させるための最低限の添加量に抑えることが望ましい。   The added amount of the weather stabilizer, particularly the ultraviolet absorber, is preferably 0.001 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.005 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the matrix resin. If it is less than 0.001 part by weight, sufficient weather resistance may not be imparted. Even if it is added in an amount of more than 10 parts by weight, the UV shielding ability is saturated, and not only the economical efficiency is lowered, but also the front plate. In the manufacturing process, the appearance of the product is likely to deteriorate due to bleeding out of the ultraviolet absorber. Therefore, from the viewpoint of preventing bleed-out, it is desirable to suppress to the minimum addition amount for satisfying the performance.

本発明に係る前面板に屈折率分布を付与する方法は特に限定されない。以下のそれらの方法を示す。   The method for imparting the refractive index distribution to the front plate according to the present invention is not particularly limited. These methods are shown below.

重合体と重合性化合物が混合された、屈折率の異なる高粘度の混合体を2種類準備し、これらを層状に重ね合わせて単量体を相互拡散させながら硬化させることで屈折率分布の付与された前面板を製造してもよい。   Two types of high-viscosity blends with different refractive indexes mixed with a polymer and a polymerizable compound are prepared, and these layers are layered and cured while mutually diffusing monomers to give a refractive index distribution The manufactured front plate may be manufactured.

特許文献4では、それぞれ屈折率の異なる複数の重合体と重合性化合物を多層複合ノズルを用いて同心円状の積層状態に吐出して重合硬化させることで、円周方向に屈折率の分布のついたプラスチック光ファイバの製造法が開示されており、この方法を応用することができる。   In Patent Document 4, a plurality of polymers and polymerizable compounds having different refractive indexes are discharged into a concentric stack using a multi-layer composite nozzle and polymerized and cured, whereby the refractive index distribution in the circumferential direction is increased. A method for producing a plastic optical fiber is disclosed, and this method can be applied.

用いる重合体、重合性化合物は特に限定されないが、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸フェニルエチル、アクリル酸ベンジル、ビニルベンゾエート、オルトクロロスチレン、パラフルオロスチレン、パライソプロピルスチレン、2,2,2,−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート、フッ化ビニリデン等の重合体が好適に用いられる。これらを単独で又は2種類以上を任意に組み合わせて用いることができる。   The polymer and polymerizable compound to be used are not particularly limited, but benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, methyl methacrylate, phenyl ethyl methacrylate, benzyl acrylate, vinyl benzoate, orthochlorostyrene, parafluorostyrene, paraisopropylstyrene, 2 , 2,2, -trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-tetrafluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4 , 5,5-octafluoropentyl acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, vinylidene fluoride and the like are preferably used. These can be used alone or in any combination of two or more.

また、前面板を構成するマトリクス樹脂の重合時に屈折率の異なる低分子添加物を拡散させることで連続的に屈折率が変化するような屈折率分布を作り出してもよい。   Further, a refractive index distribution in which the refractive index continuously changes may be created by diffusing low molecular additives having different refractive indexes during the polymerization of the matrix resin constituting the front plate.

その一つとして、樹脂の重合時に屈折率の異なる低分子添加物を拡散させた後、重合することで連続的な屈折率分布を作り出す方法として、界面ゲル重合が挙げられる(特許文献5)。その方法によれば、まずポリメタクリル酸メチル等の重合体からなる円筒管を作製する。該円筒管はクラッド部となる。次に、該円筒管の中空部にコア部の原料となるメタクリル酸メチル等のモノマー、重合開始剤、連鎖移動剤、及び屈折率調整剤等を注入して円筒管内部で界面ゲル重合を行い、コア部を形成し、プリフォームを得る。界面ゲル重合により形成されたコア部には、含有される屈折率調整剤等の濃度分布があり、その濃度分布に基づいてコア部には屈折率の分布が形成される。このようにして得られたプリフォームを180℃〜250℃程度の雰囲気下で加熱延伸することにより屈折率分布型プラスチック光ファイバが得られる。   As one of the methods, interfacial gel polymerization can be mentioned as a method of creating a continuous refractive index distribution by diffusing low molecular additives having different refractive indices during polymerization of a resin and then polymerizing the same (Patent Document 5). According to that method, a cylindrical tube made of a polymer such as polymethyl methacrylate is first prepared. The cylindrical tube becomes a clad portion. Next, interfacial gel polymerization is performed inside the cylindrical tube by injecting a monomer such as methyl methacrylate, a polymerization initiator, a chain transfer agent, a refractive index adjusting agent, etc., which is a raw material of the core portion, into the hollow portion of the cylindrical tube. Then, a core part is formed to obtain a preform. The core portion formed by interfacial gel polymerization has a concentration distribution of the refractive index adjusting agent and the like contained therein, and a refractive index distribution is formed in the core portion based on the concentration distribution. The preform thus obtained is heated and stretched in an atmosphere of about 180 ° C. to 250 ° C. to obtain a gradient index plastic optical fiber.

本発明の特徴でもある屈折率が板の厚さ方向に沿って段階的又は連続的に変化している板状部材を作製するにあたって、上記界面ゲル重合を用いることが好適である。界面ゲル重合を用いて板状部材を作製するには、マトリクス樹脂からなる母型の上に、屈折率を変化させるために他の樹脂や屈折率調整剤等の添加物を含有させたマトリクス樹脂を充填させることにより、母型の上でマトリクス樹脂が徐々に界面ゲル重合する。本発明では、母型側で低屈折率となるように屈折率分布させている。本発明で含有される添加剤において、蛍光剤はマトリクス樹脂に比べて高分子量であるので重合時に取り込まれるのが遅くなり高屈折率側で濃度が高くなり、紫外線吸収剤は低分子量であるので重合時に取り込まれるのが速く低屈折率側で濃度が高くなる。   The interfacial gel polymerization is preferably used in producing a plate-like member whose refractive index, which is also a feature of the present invention, changes stepwise or continuously along the thickness direction of the plate. In order to produce a plate-like member using interfacial gel polymerization, a matrix resin containing an additive such as another resin or a refractive index adjusting agent for changing the refractive index on a matrix made of a matrix resin. By filling the matrix resin, the matrix resin gradually undergoes interfacial gel polymerization on the matrix. In the present invention, the refractive index is distributed so that the matrix has a low refractive index. In the additive contained in the present invention, since the fluorescent agent has a higher molecular weight than the matrix resin, the fluorescent agent is slow to be taken in at the time of polymerization, the concentration is increased on the high refractive index side, and the ultraviolet absorber has a low molecular weight. It is rapidly taken in during polymerization, and the concentration increases on the low refractive index side.

また、単量体でゲルを製造し、その中に別の種類の単量体を注入して拡散させた後、完全に重合させる方法が、特許文献6において開示されている。まず、透明な3次元の架橋構造を有するポリマー前駆体を製造し、これとは異なる屈折率を有する重合体を形成する単量体を周辺から拡散させた後、これを後処理することにより完全に重合固化させて屈折率分布型光伝送体を得る方法が提案されている。   Further, Patent Document 6 discloses a method in which a gel is produced with a monomer, another type of monomer is injected and diffused therein, and then completely polymerized. First, a polymer precursor having a transparent three-dimensional cross-linked structure is produced, and after a monomer that forms a polymer having a different refractive index is diffused from the periphery, this is completely processed by post-treatment. A method of obtaining a refractive index distribution type optical transmission body by polymerizing and solidifying is proposed.

或いは、透明な重合体Aの成型物を、該重合体Aと相溶性を有しかつ屈折率の異なる透明な非重合性化合物B中へ、又は該非重合性化合物Bを含有する溶融重合体C中へ浸漬して、前記重合体Aの成型物の表面より内部へ前記非重合性化合物Bを拡散させても良い。   Alternatively, a molded product of the transparent polymer A is converted into a transparent non-polymerizable compound B having compatibility with the polymer A and having a different refractive index, or a molten polymer C containing the non-polymerizable compound B. The non-polymerizable compound B may be diffused into the inside from the surface of the molded product of the polymer A by dipping in.

前者では、重合容器として重合体を用いることで、重合初期段階において容器表面にゲル層が形成されることで、界面付近の重合が促進され、このとき、ゲル層への拡散係数が異なる二種以上の化合物を併用することで、屈折率分布を形成する方法等がある。例えば、円周方向に屈折率分布を有する樹脂製ロッドの作製法として、高屈折率非重合性化合物をロッドの形成時の重合又は紡糸により中心部に偏在させることによって、円周方向に屈折率分布を付与する方法等が従来より知られている(特許文献7)。後者の例としては低屈折率或いは高屈折率の非重合性化合物を用い、低屈折率非重合性化合物をロッドの外周から内部に拡散させる方法がある(特許文献8、特許文献9)。   In the former, by using a polymer as a polymerization vessel, a gel layer is formed on the surface of the vessel in the initial stage of polymerization, so that polymerization in the vicinity of the interface is promoted. At this time, two types having different diffusion coefficients to the gel layer are used. There is a method of forming a refractive index distribution by using the above compounds in combination. For example, as a method for producing a resin rod having a refractive index distribution in the circumferential direction, a high refractive index non-polymerizable compound is unevenly distributed in the center by polymerization or spinning at the time of forming the rod, thereby making the refractive index in the circumferential direction. A method for imparting a distribution has been known (Patent Document 7). As an example of the latter, there is a method in which a non-polymerizable compound having a low refractive index or a high refractive index is used and the low-refractive index non-polymerizable compound is diffused from the outer periphery to the inside of the rod (Patent Document 8 and Patent Document 9).

重合体の種類は特に限定されないが、例えば、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸(n−、i−)プロピル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸n-ボルニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、
2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロプロピル、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロプロピル、
α−フルオロアクリル酸メチル、α−フルオロアクリル酸エチル、α−フルオロアクリル酸イソプロピル、α−フルオロアクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、α−フルオロアクリル酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、α−フルオロアクリル酸2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロプロピル、α−フルオロアクリル酸2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロプロピル、
n-メチルマレイミド、n-エチルマレイミド、n-イソプロピルマレイミド、n-イソブチルマレイミド、n-第2ブチルマレイミド、n-t−ブチルマレイミドn-2,2−ジメチルプロピルマレイミド、n-シクロヘキシルマレイミド、
スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、フルオロスチレン、フェニルスチレン
等からなる重合体が挙げられる。これらを単独で又は2種類以上を任意に組み合わせて用いることができる。
The type of polymer is not particularly limited, but for example,
Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, (n-, i-) propyl methacrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, n-bornyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate , 2-hydroxyethyl methacrylate,
2,2,2-trifluoroethyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropropyl, 2,2,3,4, 4,4-hexafluoropropyl,
α-methyl fluoroacrylate, ethyl α-fluoroacrylate, isopropyl α-fluoroacrylate, α-fluoroacrylic acid 2,2,2-trifluoroethyl, α-fluoroacrylic acid 2,2,3,3-tetra Fluoropropyl, α-fluoroacrylic acid 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropropyl, α-fluoroacrylic acid 2,2,3,4,4,4-hexafluoropropyl,
n-methylmaleimide, n-ethylmaleimide, n-isopropylmaleimide, n-isobutylmaleimide, n-secondary butylmaleimide, nt-butylmaleimide n-2,2-dimethylpropylmaleimide, n-cyclohexylmaleimide,
Examples of the polymer include styrene, methylstyrene, dimethylstyrene, t-butylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, fluorostyrene, and phenylstyrene. These can be used alone or in any combination of two or more.

高屈折率非重合性化合物としては特に限定されないが、フタル酸ベンジルn-ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジアリル、フタル酸ジオクチル、ジプロピレングリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、リン酸トリフェニルが挙げられる。   The high refractive index non-polymerizable compound is not particularly limited, and examples thereof include benzyl n-butyl phthalate, dimethyl phthalate, diallyl phthalate, dioctyl phthalate, dipropylene glycol dibenzoate, diethylene glycol dibenzoate, and triphenyl phosphate. .

低屈折率或いは高屈折率の非重合性化合物としては特に限定されないが、メタクリル酸エステルやスチレン類等を主成分とする重合体の場合には、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジカプリル、アジピン酸ジイソオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ2−エチルヘキシル、リン酸トリブチル、グリセロールトリアセテート、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジブチル、メタクリル酸フッ素化アルキル、α-フルオロアクリル酸アルキルが挙げられる。また、α-フルオロアクリル酸フッ素化アルキル等を主成分とする重合体の場合は、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジカプリル、アジピン酸ジイソオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ2−エチルヘキシル、リン酸トリブチル、グリセロールトリアセテート、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジブチル、そしてこれらのフッ素化物等が挙げられる。   Although it is not particularly limited as a low refractive index or a high refractive index non-polymerizable compound, in the case of a polymer mainly composed of methacrylic acid esters and styrenes, dihexyl adipate, dicapryl adipate, diisooctyl adipate, Examples include dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, tributyl phosphate, glycerol triacetate, butyl benzyl phthalate, dibutyl phthalate, fluorinated alkyl methacrylate, and alkyl α-fluoroacrylate. In the case of polymers mainly composed of fluorinated alkyl α-fluoroacrylate, etc., dihexyl adipate, dicapryl adipate, diisooctyl adipate, dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, tributyl phosphate, glycerol Examples include triacetate, butylbenzyl phthalate, dibutyl phthalate, and fluorinated compounds thereof.

また、屈折率が少しずつ異なる層を複数積層させることにより、段階的に屈折率が変化する前面板を製造してもよい。例えば、特許文献10においては、保護フィルム上に溶剤に溶解させたバインダーポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、及び波長変換蛍光体を塗布、乾燥させた後、支持フィルム上にラミネートし、活性光線を照射することで光硬化し、その後、保護フィルムを剥離することで、支持フィルムと樹脂共重合体の積層体が形成する方法が開示されている。この方法を用いて、バインダーポリマー及び感光性モノマーの組み合わせを変え、上記支持フィルムと樹脂共重合体上に複数回同様の手法で樹脂層を重ねていくことで、屈折率が段階的に異なる複数の積層体を作製することができる。   Moreover, you may manufacture the front board from which a refractive index changes in steps by laminating | stacking several layers from which refractive indexes differ little by little. For example, in Patent Document 10, a binder polymer, a photosensitive monomer, a photopolymerization initiator, and a wavelength conversion phosphor dissolved in a solvent on a protective film are applied and dried, then laminated on a support film, and activated. A method is disclosed in which a laminate of a support film and a resin copolymer is formed by photocuring by irradiating light and then peeling off the protective film. By using this method, the combination of the binder polymer and the photosensitive monomer is changed, and a plurality of resin layers are stacked on the support film and the resin copolymer in the same manner several times. It is possible to produce a laminate.

バインダーポリマーは特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸又はそれらの誘導体や、スチレン、スチレン誘導体等が挙げられる。感光性モノマーとしては、例えば多価アルコールにα、β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物、グリシジル基含有化合物にα、β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物等のウレタンモノマー、ノニルフェノキシポリエチレンオキシアクリレート、フタル酸系化合物、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらを単独で又は2種類以上を任意に組み合わせて用いることができる。   The binder polymer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid or derivatives thereof, styrene, styrene derivatives, and the like. Examples of the photosensitive monomer include a compound obtained by reacting a polyhydric alcohol with an α, β-unsaturated carboxylic acid, a bisphenol A-based (meth) acrylate compound, and a glycidyl group-containing compound with an α, β-unsaturated carboxylic acid. Examples include compounds obtained by reaction, urethane monomers such as (meth) acrylate compounds having a urethane bond in the molecule, nonylphenoxypolyethyleneoxyacrylate, phthalic acid compounds, and (meth) acrylic acid alkyl esters. These can be used alone or in any combination of two or more.

光重合開始剤としては、例えば、
4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾフェノン、2−ベンジルジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1,2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパノン−1等の芳香族ケトン、
アルキルアントラキノン等のキノン類、
ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、
ベンゾイン、アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物、
ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、
2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、
9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体
等が挙げられる。
As the photopolymerization initiator, for example,
4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, benzophenone, 2-benzyldimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -Aromatic ketones such as propanone-1;
Quinones such as alkylanthraquinone,
Benzoin ether compounds such as benzoin alkyl ether,
Benzoin compounds such as benzoin and alkylbenzoin,
Benzyl derivatives such as benzyldimethyl ketal,
2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4 2,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, etc. 4,5-triarylimidazole dimer,
Examples include acridine derivatives such as 9-phenylacridine and 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane.

また、その他の方法として、屈折率の異なる重合体の溶液を塗り重ねていく方法や、複数のポリマーフィルムを熱ラミネーションする方法、あるいは重合性化合物を塗布し、熱もしくは活性光線によって重合を行うことを繰り返すことで多層の積層体を得る方法等が考えられる。   In addition, as other methods, a method of recoating a solution of polymers having different refractive indexes, a method of thermally laminating a plurality of polymer films, or applying a polymerizable compound and performing polymerization by heat or active light The method of obtaining a multilayer laminated body by repeating is considered.

前面板10は、必要に応じて表面にハードコート膜を形成してもよい。ハードコート膜を形成するハードコート処理には従来公知の方法や材質を用いても良いが、強度や耐候性を更に向上させる観点から、アルコキシシラン系組成物や、オルガノアルコキシシランとコロイダルシリカとを主成分とし、硬化触媒や溶剤を配合してなる組成物を前面板10の低屈折率側11に塗布し、これを乾燥してハードコート膜を得ることが好ましい。かかるハードコート処理に用いる組成物は、例えば、信越化学(株)製「KP−851」、「X−12−2206」、東芝シリコーン(株)製「トスガード510」、日本ダクロシャムロック(株)製「ソルガードNP−720」、「ソルガードNP−730」を用いることができる。かかる組成物を塗布する方法としては、スプレー、浸漬、フロー、ロールコーティング、ダイスコーティング、グラビアコーティング等の公知の方法が挙げられる。また、ハードコート膜を形成したフィルム等を前面板10に張り付けても良い。   The front plate 10 may form a hard coat film on the surface as necessary. Conventionally known methods and materials may be used for the hard coat treatment for forming the hard coat film, but from the viewpoint of further improving the strength and weather resistance, an alkoxysilane composition, organoalkoxysilane and colloidal silica are used. It is preferable to apply a composition containing a curing catalyst and a solvent as a main component to the low refractive index side 11 of the front plate 10 and dry it to obtain a hard coat film. The composition used for the hard coat treatment is, for example, “KP-851”, “X-12-2206” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “Tosguard 510” manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd., Nippon Dacro Shamrock Co., Ltd. “Solgard NP-720” and “Solgard NP-730” can be used. Examples of a method for applying such a composition include known methods such as spraying, dipping, flow, roll coating, die coating, and gravure coating. Further, a film or the like on which a hard coat film is formed may be attached to the front plate 10.

ハードコート膜の厚みは適宜選択可能であるが、2〜10μmの範囲とすることが好ましく、特に好ましくは2〜5μmの範囲である。ハードコート膜の厚みが2μmより薄いと充分な表面硬度が得られなくなり、また10μmより厚いと塗膜の可撓性が低下してクラックが発生する恐れがある。また、ハードコート膜と前面板10との密着性を改善するために、必要に応じてプライマー層を前面板10とハードコート膜の間に設けても良い。プライマー層には、ポリカーボネート樹脂等の各種エンジニアリングプラスチック、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂及びこれらの混合物等を用いても良い。   The thickness of the hard coat film can be selected as appropriate, but is preferably in the range of 2 to 10 μm, particularly preferably in the range of 2 to 5 μm. If the thickness of the hard coat film is less than 2 μm, sufficient surface hardness cannot be obtained, and if it is greater than 10 μm, the flexibility of the coating film may be reduced and cracks may occur. Further, in order to improve the adhesion between the hard coat film and the front plate 10, a primer layer may be provided between the front plate 10 and the hard coat film as necessary. For the primer layer, various engineering plastics such as polycarbonate resin, thermoplastic resins such as acrylic resin, ABS resin, polystyrene resin, and vinyl chloride resin, and mixtures thereof may be used.

次に、光学シミュレーションの結果について示す。光学シミュレーションを行うコンピュータソフト(LightTools Ver.5.5、ORA社製)を用いて図3のようなモデルを作成し、以下に示すような条件にて光線追跡シミュレーションを行った。   Next, the results of optical simulation will be described. A model as shown in FIG. 3 was created using computer software for optical simulation (LightTools Ver. 5.5, manufactured by ORA), and ray tracing simulation was performed under the following conditions.

前面板の大きさは、厚みが3mm、一辺が100mmの矩形とした。前面板の屈折率分布は厚み方向に50層の屈折率の異なる層を持つ構造とした。屈折率分布は、低屈折率側(第1層)と高屈折率側(第50層)との屈折率差を50分割するように、各層の屈折率を均しく変化させ、前面板の厚さ方向に沿って屈折率が段階的に変化する構造とした。太陽光を受ける側を第1層、太陽電池セルと対向する側を第50層とし、第50層と太陽電池セルは光学的に密着した状態であるとした。   The size of the front plate was a rectangle with a thickness of 3 mm and a side of 100 mm. The front plate has a refractive index distribution of 50 layers having different refractive indexes in the thickness direction. In the refractive index distribution, the refractive index of each layer is uniformly changed so that the refractive index difference between the low refractive index side (first layer) and the high refractive index side (50th layer) is divided by 50, and the thickness of the front plate is changed. A structure in which the refractive index changes stepwise along the vertical direction was adopted. The side receiving sunlight is the first layer, the side facing the solar battery cell is the 50th layer, and the 50th layer and the solar battery cell are in an optically close contact state.

光学シミュレーションでは太陽光が前面板を透過して直接太陽電池セルに到達する分については考慮せず、太陽光を受けた蛍光体が放出する光(光線本数500万本)のみに着目して計算を行った。   The optical simulation does not consider the amount of sunlight that passes through the front plate and reaches the solar cells directly, and focuses on only the light emitted from the phosphor that received sunlight (5 million light beams). Went.

蛍光体は、本発明においては少なくとも面方向については均等に分散するべきものであるが、妥当性を失わない範囲で計算を簡略化させるため、面方向においては中央部のみに、厚み方向においては中央の第25層とそこから上下に10層おきに配置した(即ち、第5層、第15層、第25層、第35層、第45層に蛍光体を配置した)。各蛍光体は等方的に光線が出射する微小な光源として設定した(図4参照)。各層間のフレネル損失は有るものと設定し、また太陽電池セルの屈折率は4.0とし、太陽電池セルに入射した光線は全て吸収されるものとした。光学シミュレーション結果を表1に示す。   In the present invention, the phosphor should be evenly distributed at least in the plane direction, but in order to simplify the calculation within a range not losing validity, only the central portion in the plane direction and the thickness direction in the thickness direction. A central 25th layer and every 10 layers above and below it were placed (that is, phosphors were placed on the 5th, 15th, 25th, 35th, and 45th layers). Each phosphor was set as a minute light source that isotropically emits light (see FIG. 4). It was assumed that there was a Fresnel loss between the layers, the refractive index of the solar battery cell was 4.0, and all the light incident on the solar battery cell was absorbed. Table 1 shows the optical simulation results.

表中1のセル入射光線本数は、500万本の光線のうち太陽電池セルに到達した光の割合(%)を示している(図4参照)。また、上面出射光線本数は、前面板の低屈折率側11(即ち上面)から出射した光の割合(%)を示している(図4参照)。また、側面到達光線本数は、太陽電池セルに到達する前に側面に到達してしまった光の割合(%)を示している(図4参照)。これによると、前面板の屈折率分布の、屈折率差が大きいと側面に抜ける光の量が小さくなる傾向にあり、低屈折率側の屈折率が高いと上面に抜ける光の量が小さくなる傾向にある。すなわち、屈折率差は、大きければ光が高屈折率側に強く曲げられるので、前面板の寸法が小さくても太陽電池セルの太陽光取り込み効率が向上する傾向にあり、好ましい。具体的には、0.005以上の屈折率差をもつことが好ましく、0.02以上の屈折率差を持つことがより好ましい。   The number of incident light rays in the cell 1 in the table indicates the ratio (%) of light reaching the solar battery cell out of 5 million light rays (see FIG. 4). The number of light beams emitted from the upper surface indicates the ratio (%) of light emitted from the low refractive index side 11 (that is, the upper surface) of the front plate (see FIG. 4). The number of rays reaching the side surface indicates the ratio (%) of light that has reached the side surface before reaching the solar battery cell (see FIG. 4). According to this, when the refractive index difference of the front plate is large, the amount of light passing through the side surface tends to be small, and when the refractive index on the low refractive index side is high, the amount of light passing through the top surface is small. There is a tendency. That is, if the difference in refractive index is large, light is strongly bent toward the high refractive index side, so that even if the size of the front plate is small, there is a tendency for the solar cell taking-in efficiency to improve, which is preferable. Specifically, the refractive index difference is preferably 0.005 or more, and more preferably 0.02 or more.

また、前面板の低屈折率側の屈折率は、高ければ上面から出射する光の量が少なくなり光の閉じ込め効率が向上するので最終的に太陽電池セルに取り込まれる光の量が向上する傾向にあり、好ましい。   Also, if the refractive index on the low refractive index side of the front plate is higher, the amount of light emitted from the upper surface is reduced and the light confinement efficiency is improved, so the amount of light finally taken into the solar cell tends to be improved. And preferred.

前面板の屈折率は、低屈折率側から高屈折率側、すなわち太陽光が入光する入光面側から、前記入光側と厚さ方向反対側の反対面側に向かって、1.40以上1.70以下の範囲内で屈折率が高くなることが太陽光取り込み効率の向上から好ましい。前面板の低屈折率側11の屈折率は特に限定されないが、具体的には、1.40以上の屈折率を持つことが好ましく、1.42以上の屈折率を持つことがより好ましく、1.45以上の屈折率を持つことが更に好ましい。   The refractive index of the front plate is from the low refractive index side to the high refractive index side, that is, from the light incident surface side where sunlight enters, toward the opposite surface side opposite to the light incident side in the thickness direction. It is preferable from the viewpoint of improvement in sunlight capturing efficiency that the refractive index is increased within the range of 40 or more and 1.70 or less. The refractive index on the low refractive index side 11 of the front plate is not particularly limited, but specifically, it preferably has a refractive index of 1.40 or higher, more preferably 1.42 or higher. More preferably, it has a refractive index of .45 or more.

次に、第1層の屈折率を1.42とし、第50層の屈折率を1.58に設定した場合の、第5層、第15層、第25層、第35層、第45層に配置された蛍光体から出射した光線それぞれについて、セル入射光線、側面到達光線、上面出射光線の割合をシミュレーションにより計算し、その結果を表2に示す。   Next, when the refractive index of the first layer is set to 1.42 and the refractive index of the 50th layer is set to 1.58, the fifth layer, the 15th layer, the 25th layer, the 35th layer, the 45th layer For each of the light beams emitted from the phosphors arranged in FIG. 2, the ratios of the cell incident light beam, the side surface light beam, and the upper surface light beam are calculated by simulation, and the results are shown in Table 2.

光学シミュレーション結果(表2)によると、高屈折率側に配置された蛍光体からの放出光の方が、セル入射光線本数が多いことが分かる。このことから、屈折率が高くなるにつれて蛍光体の濃度が高くなるよう、高屈折率側に蛍光体を偏在させることにより、蛍光体からの放出光をより効率良く太陽電池セルへと導くことができる。これは、蛍光体周りの屈折率が高い方が、その蛍光体から放出する光の閉じ込め効果が高くなるためである。   According to the optical simulation result (Table 2), it can be seen that the light emitted from the phosphor disposed on the high refractive index side has a larger number of light rays incident on the cell. From this, the phosphor is unevenly distributed on the high refractive index side so that the concentration of the phosphor becomes higher as the refractive index becomes higher, so that the emitted light from the phosphor can be led to the solar cell more efficiently. it can. This is because the higher the refractive index around the phosphor, the higher the confinement effect of the light emitted from the phosphor.

また、前面板10の側面に反射部材等を配置して、側面到達光線を前面板の内部へと反射する構成としてもよい。この構成により、更に多くの放出光を太陽電池セルへと導くことが可能となる。   Moreover, it is good also as a structure which arrange | positions a reflection member etc. in the side surface of the front plate 10, and reflects a side surface arrival light toward the inside of a front plate. With this configuration, more emitted light can be guided to the solar battery cell.

以下に本発明を実施例により具体的に例示する。   The present invention is specifically illustrated by the following examples.

(実施例1)屈折率付与板状部材の作製1
キャスト製板において300mm角ガラス板同士でキャストする際に、片側にポリメタクリル酸メチルの板(三菱レイヨン(株)製、EX#000、板厚3.0mm)を密着させ、間に挟んだガスケット中に、転化率20%のポリメタクリル酸メチルのシラップ240g、ベンジルメタクリレート60g、重合開始剤ベンジルパーオキサイド1900ppm、重合禁止剤43ppm、離型剤50ppm、波長変換蛍光剤としてルモゲンFバイオレット570(BASF社製)1000ppmを充填し、75℃10時間重合(界面ゲル重合)反応をすることで共重合体から構成される板の厚み方向(厚さ3mm)に沿って連続的な屈折率分布が存在する板状部材を得た。
(Example 1) Production 1 of a plate member having a refractive index
When casting between 300 mm square glass plates in a cast plate, a polymethyl methacrylate plate (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., EX # 000, plate thickness: 3.0 mm) is adhered to one side and sandwiched between them Among them, 240 g of polymethyl methacrylate having a conversion rate of 20%, 60 g of benzyl methacrylate, 1900 ppm of a polymerization initiator benzyl peroxide, 43 ppm of a polymerization inhibitor, 50 ppm of a release agent, and Lumogen F Violet 570 (BASF) Manufactured) Filled with 1000ppm and polymerized at 75 ° C for 10 hours (interfacial gel polymerization), there is a continuous refractive index distribution along the thickness direction (thickness 3mm) of the plate composed of the copolymer A plate-like member was obtained.

図5に作製した板の屈折率分布をインターファコ干渉顕微鏡にて測定したデータを示す。   FIG. 5 shows data obtained by measuring the refractive index distribution of the produced plate with an interfaco interference microscope.

(実施例2)屈折率付与板状部材の作製2
トルエンに溶解させた40重量%スチレン−アクリル樹脂(三菱レイヨン(株)製、ダイヤナールBR−50)とEO変性ビスフェノールAジアクリレート(BPE4)を一定の割合で混ぜ、光硬化剤としてイルガキュア184 3重量%をよく混合した溶液をPETフィルム上にバーコータで塗布し、室温にて30分間乾燥後、80℃にて10分間乾燥させることでトルエン溶媒を完全に揮発させた。その後、ポリメタクリル酸メチル板上にPETフィルムに塗布した薄膜を密着させた後、紫外線照射によりポリメタクリル酸メチル板上に共重合薄膜を転写させることによって厚み方向に沿って段階的に屈折率分布が存在する板状部材を得た。
(Example 2) Production of a refractive index imparting plate member 2
40% by weight styrene-acrylic resin (Dainal BR-50, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) dissolved in toluene and EO-modified bisphenol A diacrylate (BPE4) are mixed at a certain ratio, and Irgacure 184 3 is used as a photocuring agent. A solution in which wt% was well mixed was applied onto a PET film with a bar coater, dried at room temperature for 30 minutes, and then dried at 80 ° C. for 10 minutes to completely volatilize the toluene solvent. Then, after closely attaching the thin film coated on the PET film on the polymethyl methacrylate plate, the refractive index distribution is stepwise along the thickness direction by transferring the copolymer thin film onto the polymethyl methacrylate plate by ultraviolet irradiation. A plate-like member in which is present was obtained.

実施例2で作製した多層膜とポリメタクリル酸メチル単層の板における光学シミュレーションデータを、ポリメタクリル酸メチル板の屈折率を1.49、BR−50とBPE4の共重合薄膜の屈折率を1.57として図6と表3に示す。   Optical simulation data on the multilayer film produced in Example 2 and the polymethyl methacrylate single layer plate, the refractive index of the polymethyl methacrylate plate is 1.49, and the refractive index of the copolymer thin film of BR-50 and BPE4 is 1. .57 is shown in FIG.

(実施例3)屈折率付与板状部材の作製3
キャスト製板において300mm角ガラス板同士でキャストする際に、まず、ガラス板の間に挟んだ1.5mm厚用のガスケット中に転化率20%のポリメタクリル酸メチルのシラップを92重量%、メタクリル酸メチルモノマー8重量%、重合開始剤パーヘキシルPV1900ppm、重合禁止剤43ppm、離型剤50ppmを充填し、80℃21分重合反応した。重合反応後は、ガラス板を素早く氷水で冷却した。その後、片側のガラス板のみを剥がし、1.5mm厚のアクリル板を覆うように、アクリル板周囲に3.0mm厚用のガスケットを置いた。そして3.0mm厚用のガスケットをガラス板で挟み、ガスケット中に転化率20%のポリメタクリル酸メチルのシラップ60重量%、ベンンジルメタクリレート25重量%、メタクリル酸メチルモノマー15重量%、重合開始剤パーヘキシルPV1900ppm、重合禁止剤43ppm、離型剤50ppm、波長変換蛍光剤としてルモゲンFバイオレット570(BASF社製)1000ppmを充填し、60℃300分重合(界面ゲル重合)反応した。その後更に、130℃30分重合反応することで厚み方向(厚さ3mm)に沿って連続的な屈折率分布が存在する板状部材を得た。
(Example 3) Production of refractive index imparting plate member 3
When casting between 300 mm square glass plates in a cast plate, first, 92% by weight of polymethyl methacrylate syrup having a conversion rate of 20% is placed in a 1.5 mm thickness gasket sandwiched between the glass plates, methyl methacrylate. A monomer was charged at 8% by weight, a polymerization initiator perhexyl PV of 1900 ppm, a polymerization inhibitor of 43 ppm, and a release agent of 50 ppm, and a polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for 21 minutes. After the polymerization reaction, the glass plate was quickly cooled with ice water. Thereafter, only the glass plate on one side was peeled off, and a 3.0 mm thick gasket was placed around the acrylic plate so as to cover the 1.5 mm thick acrylic plate. A 3.0 mm-thick gasket is sandwiched between glass plates, and 60% by weight of polymethyl methacrylate syrup with a conversion rate of 20%, benzil methacrylate 25% by weight, methyl methacrylate monomer 15% by weight, polymerization start The agent was charged with 1900 ppm of perhexyl PV, 43 ppm of polymerization inhibitor, 50 ppm of release agent and 1000 ppm of Lumogen F Violet 570 (manufactured by BASF) as a wavelength converting fluorescent agent, and reacted at 60 ° C. for 300 minutes (interfacial gel polymerization). Thereafter, a plate-like member having a continuous refractive index distribution along the thickness direction (thickness 3 mm) was obtained by performing a polymerization reaction at 130 ° C. for 30 minutes.

得られた板の励起−蛍光スペクトルを図7に示す。   The excitation-fluorescence spectrum of the obtained plate is shown in FIG.

<太陽電池モジュールの作製>
次に、得られた共重合体を太陽電池の前面板とする180mm角単セルモジュールの作製例を示す。
<Production of solar cell module>
Next, a production example of a 180 mm square single cell module using the obtained copolymer as a front plate of a solar cell is shown.

上記、板状部材の作製3で得られた板の低屈折率側を入光面側となすべく、高屈折率側を太陽電池セル側に配置して、エチレン−酢酸ビニル共重合体(ファストキュアタイプ、サンビック製、以下、EVAと表記)を載せ、配線した多結晶シリコンセル(ジンテック・エナジー製)、EVA、PMMA板(三菱レイヨン(株)製、MR200、板厚1.5mm)の順に重ね、真空ラミネータ(NPC社製、MP50)を用いて135℃、101.3kPaで真空圧着することで太陽電池モジュールを得た。   The high refractive index side is arranged on the solar cell side so that the low refractive index side of the plate obtained in the plate-shaped member production 3 is the light incident surface side, and an ethylene-vinyl acetate copolymer (fast Polycrystalline silicon cell (made by Zintech Energy), EVA, PMMA plate (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., MR200, plate thickness 1.5 mm) wired with a cure type, made by Sanvic, hereinafter referred to as EVA) The solar cell module was obtained by stacking and vacuum pressing at 135 ° C. and 101.3 kPa using a vacuum laminator (MP50, manufactured by NPC).

<太陽電池モジュールの発電特性評価>
上記、得られた太陽電池モジュールの発電特性をソーラーシミュレータSPI−SUN SIMULATOR 1116N(SPIRE製)を用いて測定した。得られた短絡電流値を特性の評価値として用いた。発電特性の比較は、光の取り込み性能を測ることを目的として、短絡電流(Isc)の変化率を比較例1の値を100%として表4に示した。
<Evaluation of power generation characteristics of solar cell module>
The power generation characteristics of the obtained solar cell module were measured using a solar simulator SPI-SUN SIMULATOR 1116N (manufactured by SPIRE). The obtained short-circuit current value was used as an evaluation value of characteristics. The comparison of the power generation characteristics is shown in Table 4 with the change rate of the short circuit current (Isc) as 100% as the value of the comparative example 1 for the purpose of measuring the light capturing performance.

(比較例1)PMMA板を入光側に配する太陽電池モジュール
屈折率分布も波長変換蛍光剤も有さないアクリル板を以下の方法で製造した。
(Comparative example 1) Solar cell module which arranges a PMMA board in the light-incidence side The acrylic board which does not have refractive index distribution and a wavelength conversion fluorescent agent was manufactured with the following method.

キャスト製板において300mm角ガラス板同士でキャストする際に、3.0mm厚用のガスケット中に転化率20%のポリメタクリル酸メチルのシラップを92重量%、メタクリル酸メチルモノマー8重量%、重合開始剤パーヘキシルPV1900ppm、重合禁止剤43ppm、離型剤50ppmを充填し、80℃30分重合反応した。その後更に、130℃30分重合反応することで板状部材を得た。得られた板状部材を用いて実施例3と同様の手法により、太陽電池モジュールを得て、実施例3と同様の方法で発電特性を評価した。   When casting between 300 mm square glass plates in a cast plate, 92% by weight of polymethyl methacrylate syrup with a conversion rate of 20% in a gasket for 3.0 mm thickness, 8% by weight of methyl methacrylate monomer, polymerization started The agent was charged with 1900 ppm of perhexyl PV, 43 ppm of a polymerization inhibitor, and 50 ppm of a release agent, and a polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for 30 minutes. Thereafter, a plate-like member was obtained by further polymerization reaction at 130 ° C. for 30 minutes. Using the obtained plate-like member, a solar cell module was obtained in the same manner as in Example 3, and the power generation characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3.

(比較例2)波長変換蛍光剤入り板を入光側に配する太陽電池モジュール
屈折率分布を有さず、波長変換蛍光剤のみ有する板を以下の方法で製造した。
(Comparative example 2) Solar cell module which arrange | positions the board | substrate with a wavelength conversion fluorescent agent on the light-incidence side The board which does not have refractive index distribution but has only a wavelength conversion fluorescent agent was manufactured with the following method.

キャスト製板において300mm角ガラス板同士でキャストする際に、3.0mm厚用のガスケット中に転化率20%のポリメタクリル酸メチルのシラップを92重量%、メタクリル酸メチルモノマー8重量%、重合開始剤パーヘキシルPV1900ppm、重合禁止剤43ppm、離型剤50ppm、波長変換蛍光剤としてルモゲンFバイオレット570(BASF社製)1000ppmを充填し、80℃30分重合反応した。その後更に、130℃30分重合反応することで波長変換蛍光剤入りアクリル樹脂板を得た。得られた板状部材を用いて実施例3と同様の手法により、太陽電池モジュールを得て、実施例3と同様の方法で発電特性を評価した。   When casting between 300 mm square glass plates in a cast plate, 92% by weight of polymethyl methacrylate syrup with a conversion rate of 20% in a gasket for 3.0 mm thickness, 8% by weight of methyl methacrylate monomer, polymerization started The agent was charged with 1900 ppm of perhexyl PV, 43 ppm of polymerization inhibitor, 50 ppm of release agent, and 1000 ppm of Lumogen F Violet 570 (manufactured by BASF) as a wavelength conversion fluorescent agent, and a polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for 30 minutes. Thereafter, an acrylic resin plate containing a wavelength-converting fluorescent agent was obtained by further polymerization at 130 ° C. for 30 minutes. Using the obtained plate-like member, a solar cell module was obtained in the same manner as in Example 3, and the power generation characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3.

なお、本発明は上述の説明に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更等が加えられても構わない。   The present invention is not limited to the above description, and various changes and the like may be added without departing from the spirit of the present invention.

10 前面板
11 低屈折率側
12 高屈折率側
13 蛍光体
14 放出光
15 太陽電池セル
20 太陽光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Front plate 11 Low refractive index side 12 High refractive index side 13 Phosphor 14 Emission light 15 Solar cell 20 Sunlight

Claims (6)

太陽電池に用いられる透明な板状部材であって、
励起光の波長と放出光の波長とが異なる蛍光体を1種類以上含有し、
太陽光が入光する入光面と、前記入光面と厚さ方向反対側の反対面と、を有し、
前記反対面側の屈折率が前記入光面側の屈折率より高く、屈折率が前記厚さ方向に沿って段階的又は連続的に変化している、ことを特徴とする板状部材。
A transparent plate member used for solar cells,
Containing one or more phosphors having different wavelengths of excitation light and emission light,
A light incident surface on which sunlight enters, and an opposite surface opposite to the light incident surface in the thickness direction;
A plate-like member, wherein a refractive index on the opposite surface side is higher than a refractive index on the light incident surface side, and the refractive index changes stepwise or continuously along the thickness direction.
前記屈折率は、前記入光面側から前記反対面側に向かって、1.40以上1.70以下の範囲内で高くなることを特徴とする、請求項に記載の板状部材。 2. The plate-like member according to claim 1 , wherein the refractive index increases in a range of 1.40 to 1.70 from the light incident surface side toward the opposite surface side. 前記蛍光体は、前記厚さ方向において前記反対面側に偏在していることを特徴とする、請求項又はに記載の板状部材。 The plate member according to claim 1 or 2 , wherein the phosphor is unevenly distributed on the opposite surface side in the thickness direction. 前記厚さ方向において、前記屈折率が高くなるにつれて、前記蛍光体の濃度が高くなることを特徴とする、請求項に記載の板状部材。 The plate-like member according to claim 3 , wherein in the thickness direction, the concentration of the phosphor increases as the refractive index increases. 紫外線吸収剤を更に含有してなり、前記厚さ方向において、前記屈折率が低くなるにつれて前記紫外線吸収剤の濃度が高くなることを特徴とする、請求項乃至のいずれか一項に記載の板状部材。 Furthermore it contains the ultraviolet absorber, the in the thickness direction, the refractive index, characterized in that the concentration of the ultraviolet absorbent becomes higher as lower, according to any one of claims 1 to 4 Plate-like member. 請求項乃至のいずれか一項に記載の板状部材と、
前記板状部材の前記反対面と対向するように配置された太陽電池セルとを有することを特徴とする太陽電池モジュール。
A plate-like member according to any one of claims 1 to 5 ,
A solar cell module comprising: solar cells arranged to face the opposite surface of the plate-like member.
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