JP7269248B2 - ソーラーモジュール - Google Patents

Description

本開示は、ソーラーパネルまたは太陽光発電モジュールとも称され、光の光子を吸収して、光のエネルギーを電気に変換するモジュールまたはパネルである、ソーラーモジュールに関する。本発明は特に、ソーラーパネルが優れた美観にて建物またはその他構造に含まれうるような、優れた美観を呈するソーラーパネルに関する。典型的には、ソーラーパネルは、複数の太陽光電池を備え、例えば建物またはその他構造、移動住宅またはその他車両、看板、街灯、測定施設、電気通信施設、温室、太陽光発電所、船舶を覆う表面として利用される。本開示はさらに、ソーラーパネルの見た目を調整する方法にも関する。

背景

ソーラーモジュールは、幅広い場所で電力提供に使用されている。特に、住宅および商業用のいずれの建物においても、温暖化防止に配慮したエネルギーの自己供給促進のため、ソーラーモジュールが益々使用されるようになっている。一方で、車両や船舶にもソーラーモジュールが設けられることが多くなっている。以下の説明で建物という場合、本開示される内容はその他構造、さらに車両、看板、船舶、測定施設、電気通信施設、温室、太陽光発電所、ならびに道路、公園、その他照明の必要な場所で使用される街灯も含まれることが意図される。ソーラーモジュールはさらに、気象官署やその他測定設備、ならびに携帯電話施設でもエネルギー源として使用可能である。

太陽光発電モジュールは、モジュール内に埋め込まれた太陽電池が見えることで、比較的特徴的な見た目を有する。これはあらゆる建物の設計において、好ましからざるものでありうる。建築家および／または所有者は、建物を異なる色で設計したいと考え、そのため建物のデザインを損なわないように、太陽光発電モジュールや太陽熱ヒータの取り付けを拒否しうる。

ソーラーモジュールを設計する際、可能な限り視認不能とするため、建物に組み込まれるか決める必要がある。あるいは、建物のデザインが近未来的な外観に基づき、例えば緑のカーテンのように、ソーラーモジュールが建物の外観を成すべきかを決める。このようにして持続可能な（グリーン）電力を建物で実現することにより、建築家の名前や建物の自然および温暖化防止に配慮した特徴が、業界に刻まれることになろう。

しかし、従来のソーラーモジュールは見た目が特徴的で、建物のデザインに自由に組み込むことができない。そのため、建物において当該モジュールを設けるべき箇所に独自の配色が不能になるため、建築家や建築業者がソーラーモジュールの使用を却下することも多い。ソーラーモジュールの正面を覆う着色フィルムを追加することで、着色されたソーラーモジュールを提供する試みもなされてきた。しかし、そのような着色フィルムは、モジュールの効率を大幅に低下してしまい、したがって、モジュールにより生成される電力量も低下してしまう。

ＷＯ２００９／０８９２３６は、太陽電池層の前に装飾層を含む積層構造を有するソーラーモジュールを開示する。この装飾層は、コーティング層、または結合剤を含むインクにより提供可能である。

ＥＰ２５５７６０３は、太陽電池の層と、当該太陽電池の表面を覆うガラス繊維の層とを備える太陽光発電モジュールを開示する。ガラス繊維の層は、太陽光発電モジュールの構造を強化するものである。

したがって、高効率を維持すると同時に、優れた見た目を実現するように、ソーラーパネルの着色に関する課題を解決することが望まれている。

摘要

本開示は、ソーラーモジュールが均一に着色された、または所望のパターンで着色された外表面を呈するようにソーラーモジュールの着色に関する課題を解決するか、少なくとも部分的に解決する。ソーラーモジュールは、単一の吸光面を有する太陽電池を備えた種類であってもよいし、両面受光型太陽電池とも称される、吸光面を二面に有する太陽電池を備えた種類であってもよい。

多くの場合、ソーラーモジュールは、飽和色を示し、異なる角度から見ても均一の見た目となることが望ましい。

ソーラーモジュールの外観設計の自由度が高いことが望ましい。すなわち、例えばスレートまたはその他の屋根材の１つまたは複数の列を模した描写、ロゴまたは企業名等の任意のパターンを形成するように、１つまたは複数の色が設けられるようにする。単一の色を使用する場合、モジュールの表面全体が均一にこの色に着色されてもよいし、パターン状に着色されてもよいし、より色の強度の高いまたは低い領域があってもよい。同様に、複数の色を使用する場合、これらの色の１つまたは複数あるいは全てを、パターン状に設けてもよいし、モジュールの全域または一部にわたって強度が変化するように設けてもよい。

第１の態様によると、積層構造を有するソーラーモジュールが提供され、当該ソーラーモジュールは、
第１の色を有する活性表側を有する太陽電池を備える太陽電池層と、
前記太陽電池層の前の透明または半透明着色層と、を備え、
着色剤が前記透明または半透明着色層の厚さの少なくとも一部にわたって、前記透明または半透明着色層が均一の第３の色または不均一の第３の色を有するように分散される。

前記太陽電池の活性前面は、例えば、多結晶太陽電池については淡い青または濃い青、単結晶太陽電池については黒または濃い青の、様々な陰影でありうる。典型的には、第１の色は、単結晶電池については濃色である。本明細書において、前記太陽電池の第１の濃色についての言及は、多結晶および単結晶太陽電池の両方の色を包含することを意図している。ただし、本発明は、濃色を有する太陽電池に限定されず、任意の他の色を有する太陽電池にも使用できる。

ソーラーモジュールが例えば積層処理によって組み立てられる場合、複数の太陽電池が通常、層内で互いに並んで配置され、公知の手段によってこれらの電池を接続する導電性リボンで相互接続される。太陽電池は、リボンをバックシート上で導電路に接続すること等により、さらに別の公知の手段によって互いに接続可能であり、またはこのリボンは太陽電池の表面上の透明導電性層で置き換え可能である。隣接する太陽電池間の短絡を防ぐために、通常、個々の電池間には空間を設ける必要がある。これらの空間は、電池の形状と相まって、ソーラーモジュールを特徴的な見た目にしている。例えば、図５は、１２個の太陽電池を備える層を示している。透明背景が使用される場合、電池間の空間は明るいパターンとして視認される。着色層の使用のみによって、この明るいパターンの視認性を大幅に低減する、あるいはなくすことは困難であり、少なくとも比較的強い着色を有する比較的厚い着色層を使用する必要があるが、これによってソーラーモジュールの効率を大幅に低減しうる。

したがって、可能な実施によると、前記ソーラーモジュールは、
Ｉ）前記太陽電池層の後ろに設けられた背景層、または
ＩＩ）前記太陽電池に沿った複数の切り欠きを有する背景層、または
ＩＩＩ）前記太陽電池層の前に設けられ、前記太陽電池の前記活性表面に位置合わせされた少なくとも略透明領域を有する背景層を備える。

前記背景層は、前記第１の色と略同一の、同様の、または異なる、すなわち第２の濃色である第２の色を有する場合がある。前記背景層の目的は、太陽電池の外側や間の領域を、これらの領域が太陽電池と同じ色または同様の色を有するように少なくとも実質的に覆うことである。これによって、前記ソーラーモジュールに所望の見た目を与えるにわずかな着色顔料のみを備える比較的薄い着色層で十分であるように、モジュールの着色を促進する均質な表面を実現する。

第１の態様の可能な実施によると、前記背景層は表側を有し、少なくとも前記背景層のこの表側は前記第２の色を有する。

第１の態様の可能な実施によると、前記着色層は、前記ソーラーモジュールの前記太陽電池を覆う透明または半透明材料を備える。

前記透明または半透明着色層は、例えば、中に光を直接通す、または電池表面へと光子を反射することにより通す、小型のチューブ等の構造を備える材料を含んでもよく、またはこの材料からなってもよい。このような材料としては、ガラス繊維、グラスウール、ポリマー材料製の繊維、木綿等の有機材料製の繊維、メタルウール、上記材料の内の単一材料、またはそのいずれか、もしくはその混合物からなる繊維の混合物から作られる繊維を含む織材料または不織材料が挙げられる。上記材料の内のいずれか、またはその混合物からなるフィラメントのグリッドによっても形成可能である。

さらに可能な実施においては、前記透明または半透明着色層は、フィルムによって形成可能であり、このフィルムは、その表面の一方または両方に設けられた着色顔料またはトナーを有し、かつ／あるいはこのフィルムを形成する材料内に設けられた着色顔料またはトナーを有する。

第１の態様の可能な実施によると、前記透明または半透明着色層は、重量を有するガラス繊維を織ったウェブの形で設けられる。この重量は、例えば、５から２５０ｇ／ｍ^２の範囲、５から２００ｇ／ｍ^２の範囲、１０から１５０ｇ／ｍ^２の範囲、１５から１００ｇ／ｍ^２の範囲、または１５から４０ｇ／ｍ^２の範囲にあり、または約２０ｇ／ｍ^２である。

第１の態様のさらに可能な実施によると、前記透明または半透明着色層は、繊維が不規則に配された重量を有するガラス繊維フェルトマットまたはガラス繊維紙の形で設けられる。この重量は、例えば、５から２５０ｇ／ｍ^２の範囲、５から２００ｇ／ｍ^２の範囲、１０から１５０ｇ／ｍ^２の範囲、１５から１００ｇ／ｍ^２の範囲、または１５から４０ｇ／ｍ^２の範囲にあり、または約２０ｇ／ｍ^２である。

第１の態様のある可能な実施によると、ガラス繊維製の前記着色層は、これを貫く可視開口を有する。

現在、太陽電池の活性表面は、入射光子／光の約２０％のみを吸収し、残りの約８０％を反射する。太陽電池の活性表面から反射された光子／光の一部は、太陽電池の活性表面の前に配置された前記着色層に含まれる材料により反射し、同表面に戻される。これにより、太陽電池によって吸収される光子／光の量を増やすことができる。

また、反射効果による可視開口を有するガラス繊維の薄い着色層には、前記ソーラーモジュールの太陽電池に到達する光子／光の量を増やす働きがある。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記透明または半透明着色層は、例えば織物、布、または金属等の１つまたは複数の不透明材料を含み、前記着色層には、光線を通過可能にする略均等に分散した複数の開口が設けられる。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記着色剤は、着色顔料、トナー、粉砕鉱物、または珪藻被殻を含む。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記透明または半透明着色層は、吹き付け、印刷、例えば繊維、フィラメント、ウェブ、メッシュ、またはグリッド等の担持材料を顔料槽に浸漬することによって、着色剤により着色されている。例えばメタルウールが使用される場合、色を変えるためにフィラメントには陽極酸化処理が施されうる。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記着色層の個別のワイヤ、糸、紐、繊維、またはフィラメントは、顔料またはトナーの着色により、部分的または完全に覆われる。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記透明または半透明着色層の色（複数可）は、印刷処理によって塗布される。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記透明または半透明着色層およびマスキング層に塗布された前記着色剤は、１６０℃までの温度に耐える。

第１の態様の別の可能な実施によると、ガラス繊維に塗布された前記着色剤は、ガラスに張り付き可能である。

第１の態様の別の可能な実施によると、ＵＶ保護層が設けられる。

第１の態様のある可能な実施によると、前記着色剤は、例えばアルコールまたは水のような溶剤で希釈した水性ガラス塗料を、溶剤および着色層の所望の着色に応じて、例えば塗料１、溶剤１０の割合で混ぜたものとして塗布される。その他の塗料または着色剤としては、粉砕された石や結晶からなる粉砕鉱物等が適切な結合剤と混合されて使用可能である。

第１の態様の別の可能な実施によると、前記ソーラーモジュールには、前記ソーラーモジュールの裏側に濃いバックシートが設けられる。

第１の態様の別の可能な実施によると、透明または半透明マスキング層が、前記太陽電池と前記透明または半透明着色層との間に設けられる。前記マスキング層は、前記太陽電池の濃色の視認性を低減する色とすべきである。ソーラーパネルに望ましい色が淡色である場合、前記マスキング層を白または略白とし、最良の結果をもたらすようにする。一方、ソーラーパネルに望ましい色がより濃い色である場合、前記マスキング層をグレーまたは濃色とし、この色は、前記マスキング層が、十分な光を太陽電池に到達させるための透明さを確保しつつ、電池の輪郭を十分に隠している限り、前記着色層の色と同様の色でありうる。以下では、白マスキング層を例に挙げる。ただし、前記マスキング層は、他の色（複数可）を有してもよく、または着色されていない１つまたは複数の透明／半透明領域を有してもよいことが意図されている。

第１の態様の可能な実施によると、前記マスキング層および前記着色層は１つの層に統合される。これにより、これらの層の封入に必要なエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の量を低減できる。

第１の態様の可能な実施によると、前記バックシートは、前記マスキング層および／または前記着色層に統合される。これは、例えば、バックシート層およびマスキング層および／または着色層を単一の層へと統合することによって、あるいは前記マスキング層または前記着色層にバックシート色を塗布することによって実施可能である。

第１の態様のある可能な実施によると、前記透明または半透明着色層および／または前記マスキング層および／または前記バックシート層は、Ｃｒａｎｅｇｌａｓｓ（登録商標）２３０ ｓｕｂ６．１またはＣｒａｎｅｇｌａｓｓ（登録商標）２３０ ｓｕｂ４．８等のガラス繊維を含む。

第１の態様の可能な実施によると、前記ソーラーモジュールには、ＵＶ照射から前記着色剤と、前記ソーラーモジュールのその他部分を守る、ＵＶ遮断層が設けられる。

第１の態様の可能な実施によると、前記ソーラーモジュールには、耐擦傷性材料であってもよい透明または半透明材料から形成された前方シートが設けられる。この材料の例としては、ガラス、プレキシガラス、または耐擦傷性箔が挙げられる。これにより、モジュールが風、天候、洗浄剤／加工に曝されても、損傷から防護される。

第１の態様の可能な実施によると、前記前方シートは反射防止表面を有する。一実施形態において、前記前方シートは、その外表面、内背面、またはその両面に、構造化またはエッチングによる反射防止表面または反射防止コーティングを有するガラスのシートである。

上述の層、すなわち前記背景層、前記マスキング層、および前記着色層は、例えばそれぞれ、中に光を直接通す、または電池表面へと光子を反射することにより通す、小型のチューブ等の構造を含んでもよく、またはこれらからなってもよい。このような材料としては、ガラス繊維、グラスウール、ポリマー材料製の繊維、木綿等の有機材料製の繊維、メタルウール、上記材料の内の単一材料、またはそのいずれか、もしくはその混合物からなる繊維の混合物から作られる繊維を含む織材料または不織材料が挙げられる。前記層の内の１つまたは複数は、上述の材料の内のいずれか、またはその混合物からなるフィラメントのグリッドによっても形成可能である。さらに／あるいは、１つまたは複数の層は、その一方または両方の表面に着色顔料を有するフィルムから、および／または形成する材料に着色顔料を有するフィルムから形成可能である。それぞれの層、すなわち、前記背景層、前記透明または半透明マスキング層、および前記透明または半透明着色層は、均一の単色を有してもよいし、様々なパターンおよび／または異なる陰影で１つまたは複数の色が付けられてもよい。さらに、色付けされない領域もありうる。前記ソーラーモジュールにおいて、前記繊維またはフィラメントは、ＥＶＡ等のポリマーまたはその他適切な材料に包まれてもよい。すなわち、積層処理において、前記繊維またはフィラメントがポリマーまたはその他適切な種類の材料に包まれて、複合材料が形成される。

前記着色層、前記マスキング層、および前記背景層の内のいずれかまたは全てが繊維またはフィラメントの織層または不織層から形成される場合、顔料またはトナーが前記層の厚さの少なくとも一部にわたって分散されるように、前記着色剤が前記繊維またはフィラメントに塗布される。層に単一の色が付けられる場合、これは浸漬処理で実現可能である。

前記着色層、前記マスキング層、および前記背景層の内のいずれかまたは全ては、本明細書に記載のとおり、浸漬印刷または吹き付けにより着色されてもよい。前記着色剤は、スクリーン印刷等のその他公知の処理により上述の層に塗布されてもよい。

第１の態様の可能な実施によると、前記バックシート層は、重量を有するガラス繊維を織ったウェブまたは不織ウェブの形で設けられる。この重量は、例えば、５から２５０ｇ／ｍ^２の範囲、５から２００ｇ／ｍ^２の範囲、１０から１５０ｇ／ｍ^２の範囲、１５から１００ｇ／ｍ^２の範囲、または１５から４０ｇ／ｍ^２の範囲にあり、または約２０ｇ／ｍ^２である。

前記透明または半透明着色層は、一実施形態において、前記第１および第２の濃色と同一の、同様の、または異なる、均一の第３の色を有する。

本発明のさらに可能な実施によると、積層構造を有するソーラーモジュールが提供され、当該ソーラーモジュールは、ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像を有する透明または半透明シートによって少なくとも部分的に覆われた活性前面を有する太陽電池（１）の層を備える。

さらなる態様によると、本明細書に記載された１つまたは複数のソーラーパネルを備える街灯が提供される。

さらなる態様のさらに可能な実施によると、前記街灯は、ランプと、前記ランプを支持するフレームと、を備え、前記１つまたは複数のソーラーパネルの少なくとも１つは前記フレームに取り付けられ、少なくとも前記フレームの一部の外表面は第１の色の外観を有し、前記１つまたは複数のソーラーパネルの色の外観は、前記第１の色の外観と同じ、または少なくともよく合っている。

第３の態様によると、前記ソーラーモジュールは、少なくとも１つの縁部を備え、この縁部の長さに少なくとも部分的に沿って、前記１つの縁部から延在する封止膜（３００、３０２）をさらに備える。

第３の態様のさらに可能な実施によると、前記封止膜は、前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部を距離Ｗだけ超えて延在し、ここでＷは３～４５ｃｍであり、好ましくは５～４０ｃｍであり、さらに好ましくは１０～３０ｃｍであり、さらにより好ましくは２０～２５ｃｍである。

第３の態様のさらに可能な実施によると、前記封止膜は、前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部を越えて延在する、前記ソーラーモジュールのバックシートによって形成される。

第３の態様のさらに可能な実施によると、前記封止膜は、前記ソーラーモジュールに取り付けられた可撓材料の層によって、好ましくは前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部に沿って取り付けられた材料片によって形成される。

第３の態様のさらに可能な実施によると、前記ソーラーモジュールは、本明細書に記載のソーラーモジュールである。

これらの態様やその他の態様が、以下の実施形態から自明である。

以下に、本開示、態様、実施形態、および実施の詳細を、以下の図面に示される例示的実施形態を参照してより詳しく説明する。
実施形態に係るソーラーモジュールの展開図である。 ＵＶ遮断層を有する、別の実施形態に係る単面式ソーラーモジュールの展開図である。 両面式ソーラーモジュールの別の実施形態の展開図である。 太陽電池の吸光表面に一致した切り欠きを有する濃いバックシートの上面図である。 図４の濃いバックシートと共に使用される太陽電池列の上面図である。 図５の太陽電池列と統合された、図４のバックシートの上面図である。 太陽電池列上のリボンが、太陽電池の色に合う色のテープまたは塗料等で覆われた、太陽電池列の上面図である。 太陽電池の層と、ＥＶＡに包まれた着色層とを有する、実施形態に係るソーラーモジュールの斜視断面図である。 太陽電池の層と、ＥＶＡに包まれた着色層とを有する、実施形態に係るソーラーモジュールの斜視断面図である。 両面式太陽電池の層と、ＥＶＡに包まれた着色層とを有する、実施形態に係るソーラーモジュールの斜視断面図である。 両面式太陽電池の層と、ＥＶＡに包まれた着色層とを有する、実施形態に係るソーラーモジュールの斜視断面図である。 ソーラーモジュール内で使用される層を、浸漬処理により着色する装置の３つの例の内の１つを示す図である。 ソーラーモジュール内で使用される層を、浸漬処理により着色する装置の３つの例の内の１つを示す図である。 ソーラーモジュール内で使用される層を、浸漬処理により着色する装置の３つの例の内の１つを示す図である。 ソーラーモジュール内で使用される層を、吹き付け処理で着色する装置を示す図である。 ソーラーモジュール内で使用される層を、印刷処理で着色する装置を示す図である。 図１７ａ～１７ｃは、本明細に記載のソーラーモジュールを内蔵する街灯を示す図である。 実施形態に係る、設置システムを備えるソーラーモジュールの例を示す概略図である。 実施形態に係る、設置システムを備えるソーラーモジュールの別の例を示す概略図である。 図１８および図１９の例示的ソーラーモジュールがどのように設置できるかを示す。 図１８および図１９の例示的ソーラーモジュールがどのように設置できるかを示す。 図２２および２２Ａは、異なる実施形態を図１８のＡ－Ａに沿って示す。 図２３および２３Ａは、異なる実施形態を図１８のＢ－Ｂに沿って示す。 屋根等に設置された図１８～２０のソーラーモジュールの例を示す概略図である。 例えば屋根の大きな表面を覆うように組み付けられた、図１８および１９のモジュールの例を示す概略図である。 屋根構造を模した画像が設けられたソーラーモジュールの概略図である。 文字の形態の画像が設けられたソーラーモジュールの概略図である。 設置システムを備えるソーラーモジュールにより部分的に覆われた屋根の概略図である。

詳細説明

図面を参照して、非限定的な実施形態により、発電用のソーラーパネル（太陽光発電パネル、ソーラーモジュール、または太陽光発電モジュールとも称する）を詳細に説明する。

図１および９に、実施形態に係るソーラーパネルを示す。

ソーラーパネルは積層されており、中間透明層２がその他の層間に設けられて、これらの層間を接着している。中間透明層２は良好な透明性および接着品質を持つポリマー材料を含むことが好ましい。その例としては、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）またはその他均等の紫外線抵抗性の材料が挙げられる。同材料は、繊維やフィラメントを含む層を貫通して包み込むことができ、これによって複合材料が形成される。

本実施形態に係るソーラーパネルは、バックシート４の形をとる背景層と、太陽電池層１と、透明または半透明マスキング層５と、透明または半透明着色層３と、フロントガラスシート６とを備える。太陽電池、透明または半透明マスキング層５、および透明または半透明着色層３は全て、ＥＶＡ内に封入される。これは、ホットラミネート加工により実現できる。透明または半透明マスキング層５および透明または半透明着色層３は１つの層に統合可能であり、これにより、これらの層の封入に必要なＥＶＡの量を低減できる。

ソーラーパネルは、例えばシリコン封入によるコールドラミネート加工によっても製造可能である。

太陽電池層１には、少なくとも一方が活性側である、複数の太陽電池または太陽電池１列が設けられる。太陽電池の活性側は、例えば第１の濃色のような第１の色を有する。

太陽電池層の後ろの背景層４は、表側が太陽電池の第１の濃色と略同一または同様の第２の濃色を有しうる。したがって、ソーラーパネルの最深層（太陽電池および背景層を含む）は、略均一の濃色を有することができる。均一の濃色により、ソーラーパネルの均一または制御された色の外観が実現されやすくなる。

本明細書において、「濃色」は、グレーおよび黒を含む任意の色の濃い陰影を含む色として定義される。以下において、濃色はあくまで例として使用される。したがって、本開示は、濃色以外の別の色を有する太陽電池を備えるソーラーパネルも包含しうることを意図する。

ただし、背景層は別の色を有してもよく、必ずしも太陽電池と同様の色を有さなくてもよい。いくつかの用途においては、太陽電池と異なる色のバックシートを使用することが好ましくもなりうる。

マスキング層５は、ソーラーモジュールの前面を覆う透明または半透明材料を含む。一実施形態において、この半透明マスキング層は、白色ガラス繊維、白色織物、白色金属、白色セラミック、白色ポリマー繊維、および／または異なる繊維の混合物、または任意のその他均等の材料を含み、モジュール内の太陽電池の視認性を下げ、モジュールに機械的強度を加える。このような半透明の白いマスキング層を、濃いバックシートおよび濃い太陽電池と組み合わせて使用することで、ソーラーモジュールの高効率を維持しながら、太陽電池の輪郭が完全にまたは略完全に視認不能となる。これは、比較的薄く色付けされた着色層により、ソーラーパネルに均一に色付けされた外観が十分に与えられるためである。ソーラーモジュールに望ましい色が白であれば、上述の半透明着色層を白マスキング層で形成できる。ただし、白いまたは略白いマスキング層を、白色層の下に設けてもよい。ソーラーモジュールに望ましい色が白以外の任意の色であれば、この半透明白マスキング層は、太陽電池と、半透明着色層との間の中間層を成す。これにより、半透明着色層の厚さが最小限に留められるという効果が得られる。したがって、ソーラーモジュールは表面が所望の色となりながら、効率が大幅に下がることはない。ソーラーモジュールに望ましい色がより濃い色であれば、マスキング層はグレーであってもよいし、グレー顔料を含んでもよいし、あるいはマスキング層がモジュール内の太陽電池の視認性を下げる限り任意の色を有してもよい。

透明または半透明着色層３は、太陽電池層の活性側の前に配置される。図８において、着色層３は中間層２により太陽電池層１に接着される。図８の実施形態においては、マスキング層５が省略されている。濃色のソーラーパネルの製造が望ましい場合、マスキング層５および着色層３の両方を有する必要はなく、太陽電池の前に１枚の濃い着色層を配置するのみで十分であり、これにより、モジュールの着色と、その着色層の下の太陽電池を隠すことの両方を実現できる。ただし、濃いパネル用に、マスキング層および着色層、すなわち、濃いマスキング層および濃い着色層の組合せを使用することも可能である。したがって、黒または濃いバックシート、任意で黒または濃いマスキングシート、および黒い着色層を設けることで、黒いソーラーモジュールを実現可能である。

一実施形態において、透明または半透明着色層３は、第１および第２の濃色と同一の、同様の、または異なる均一の第３の色を有する。

別の実施形態において、着色層は、第１および第２の濃色と異なる色を含む、均一ではなく複数の色を有する。本実施形態において、均一ではない色とは、模様または画像等を表すことが好ましい。

一実施形態において、透明または半透明着色層３は、その外表面が第３の色で着色された、ガラス繊維またはポリマー繊維等の透明繊維を含む。外表面は、第３の色の顔料で着色されるのが好ましい。透明繊維は、織物、マット、あるいはその他任意の織材料または不織材料として設けられてもよい。

一実施形態において、透明または半透明着色層および／または透明または半透明マスキング層は、重量を有するガラス繊維を織ったウェブの形で設けられる。この重量は、例えば、５から２５０ｇ／ｍ^２の範囲、５から２００ｇ／ｍ^２の範囲、１０から１５０ｇ／ｍ^２の範囲、１５から１００ｇ／ｍ^２の範囲、または１５から４０ｇ／ｍ^２の範囲にあり、または約２０ｇ／ｍ^２である。

別の実施形態において、透明または半透明着色層および／または透明または半透明マスキング層は、繊維が不規則に配された重量を有するガラス繊維フェルトマットの形で設けられる。この重量は、例えば、５から２５０ｇ／ｍ^２の範囲、５から２００ｇ／ｍ^２の範囲、１０から１５０ｇ／ｍ^２の範囲、１５から１００ｇ／ｍ^２の範囲、または１５から４０ｇ／ｍ^２の範囲にあり、または約２０ｇ／ｍ^２である。

ガラス繊維および／またはポリマー繊維を含む透明または半透明着色層３および／または透明または半透明マスキング層は、以下の効果を呈する。着色層および／またはマスキング層の、少なくとも部分的に着色された繊維は、少なくとも略円筒形であることで、１つの着色繊維により反射された光子／光線の一部が別の１つまたは複数の繊維に当たって、最終的に太陽電池に向かって再反射または再配向されるような形で、異なる方向から入射する光線を反射する。したがって、入射光線がウェブを直接通過可能にする開口がないような、比較的肉厚の着色層および／またはマスキング層が選択されたとしても、入射光／光子の比較的大部分が太陽電池の活性表面に到達する。さらに、太陽電池の活性表面は、入射光の約２０％のみを吸収し、残りの約８０％を反射する。太陽電池の活性表面から反射された光の一部は、太陽電池の活性表面の前に配置された着色層および／またはマスキング層に含まれた着色繊維により反射し、同表面に戻される。ただし、太陽電池のエネルギー収量を最大限引き出すには、ソーラーモジュールに対して必要な着色および／または強度を付与するために必要である以上の厚さおよび／または密度とならないように着色層および／またはマスキング層を選択すべきである。

一実施形態において、ガラス繊維の着色層は、視認可能な貫通開口を有する。また、視認可能な貫通開口を有するガラス繊維の肉薄の着色層でも、着色層の着色繊維による入射光線の反射により、ソーラーモジュールの太陽電池に達する光子／光の量が増加する。

別の実施形態において、透明または半透明着色層３は、（好ましくは、半透明繊維内の第３の色の顔料によって）第３の色で着色された半透明繊維を含む。半透明繊維は、織物、マット、あるいはその他任意の織材料または不織材料として配置されてもよい。

さらなる実施形態において、半透明着色層３は、（好ましくは、フィラメント内またはフィラメント上の第３の色の顔料によって）第３の色に染色または塗布されたフィラメントを含む。例えば織物、布、または金属等の１つまたは複数の不透明材料を含む着色層３は、光線を通過可能にする、略均等に分散された開口を有する。織物、布、または金属は織られていても、織られていなくてもよい。

着色層におけるこれら開口の相対的大きさは、ソーラーパネルの高エネルギー収量と、同時に所望の色と強度の反射を実現するようにバランスがとられる。このバランスは、例えば所望の色、使用される染料の種類、使用される無反射材料の種類により異なり、単純な試行錯誤で決定可能である。

一実施形態において、透明または半透明着色層３は、第３の色のウェブを含む。ウェブは、略均一に分散された、好ましくは視認可能な、光を通過可能にするための開口を含む。

着色層は、吹き付け、印刷、または例えばウェブ、メッシュ、またはグリッド等の担持材料を顔料槽に浸漬することを含む、任意の公知の処理により着色剤で着色される。着色剤は、着色層に均一または不均一に塗布されてもよいし、あるいは着色層の一部にのみ塗布し、着色層の１つまたは複数の領域に着色剤が塗布されないままにしてもよい。

着色層の個別のワイヤ、糸、紐、繊維、またはフィラメントは、色の所望の強度に応じて、かつ所望の着色パターンに応じて、顔料またはトナーの着色により、部分的または完全に覆われてもよい。

着色層の色が、ロゴや１つまたは複数の色を含む任意の画像等のより複雑なパターンとなることが要される場合、例えば印刷または吹き付け処理、あるいはスクリーンプリントにより１つまたは複数の色を付けることができる。ただし、印刷または吹き付けは、着色層に単一の色を付けるために使用することもできる。印刷または吹き付け、あるいはスクリーンプリントが使用される場合、層の厚さの少なくとも一部にわたって分散されるように着色剤が塗布される。

熱封止のため、着色剤は、１６０℃までの温度に耐えることが好ましい。ウェブの冷却封止の場合、これは必要ない。着色剤はまた、着色層の繊維に張り付き可能であるべきである。すなわち、ガラス繊維製の着色層が使用される場合、着色剤はガラスに張り付き可能であるべきである。ＵＶ感受性のある色の場合、着色剤の経時劣化または脱色が早くなりすぎないように着色剤を保護するため、ＵＶ保護層を設けてもよい。

一例において、着色剤は、例えばアルコールまたは水のような溶剤で希釈した水性ガラス塗料を、溶剤および着色層の所望の着色に応じて、例えば塗料１、溶剤１０の割合で混ぜたものとして、ガラス繊維に塗布される。ガラス繊維マットまたはウェブを、水またはアルコールと塗料との混合物に浸漬し、乾燥させる。塗料を希釈したため、ガラス塗料からは少量の顔料のみがガラス繊維マット内の繊維に付着する。したがって、極めて薄い顔料の層が形成され、各繊維の一部は着色顔料で被覆されない場合がある。

一実施形態において、着色剤は、適切な結合剤と混合された、石や結晶等の粉砕鉱物により形成された顔料の形態となる。

一実施形態において、透明または半透明着色層は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）またはその他均等の透明性の高いＵＶ抵抗性材料に浸透しその内部に封入可能である。したがって、着色層は入射光線を反射する三次元層を形成し、上述のように電池に到達する光子／光線量が増やし、これにより、ソーラーモジュールの高エネルギー収量を維持するものとなる。

一実施形態において、背景層４はポリフッ化ビニル樹脂（Ａｔｉｍｅｘ（登録商標）またはＤｕＰｏｎｔ（登録商標）から入手可能なＴＥＤＬＡＲ（登録商標）等）、または着色ガラス、ガラス繊維、グラスウール、またはその他任意の適切な材料から形成される。

一実施形態において、背景層４はソーラーモジュールの太陽電池と同じまたは同様の色を有する。バックシートは、ソーラーモジュールの個別の電池１の輪郭の視認性を低減し、これにより、着色層を通じた太陽電池１のパターンの視認性が大幅に低減する。

一実施形態において、背景層４は、例えば、濃色が吹き付けられたまたは印刷されたガラス繊維またはグラスウールを含み、太陽電池１（図４～６に示す）の間や周辺の空間に沿うようなパターンの、織材料または不織材料の形で設けられ、これにより、太陽電池１とその間や周辺の領域とのコントラストが低減する。特に、透明な背景層４であれば、印刷されたまたは吹き付けられた濃いパターンを太陽電池間の空間に位置合わせし、背景層の透明領域をソーラーパネルの活性表面に位置合わせするようにして、太陽電池の活性表面の前に配置できる。また、マスキング層５に背景色を付けることもできる。

一実施形態において、例えばマスキング層に対する印刷または吹き付けにより、背景色が付けられる。この背景色は、マスキング層の太陽電池に面する側において、太陽電池１の間や周辺の空間に沿うパターンとなりうる。

一実施形態において、図４～６に示すように、背景層４は、太陽電池の吸光材料に位置合わせされた切り欠き開口７を有する箔の形態となる。別の可能性として、太陽電池間の空間に沿うパターンで、濃色が吹き付けられた、または印刷された透明箔でもありうる（図４～６に示す）。パターンに合わせた吹き付けまたは印刷および切り欠き開口７を含む上述の解決策は、両面受光型太陽電池とも称する、両面式の太陽電池およびパネルと組み合わせて使用すると、特に有利である。

一実施形態において、透明または半透明白マスキング層５はソーラーモジュールの前面を覆い、白色ガラス繊維、織物、金属、セラミック、または異なる繊維の混合物、あるいは任意のその他均等な材料を含み、さらにモジュール内の太陽電池１の視認性を低減するように作用する。当該白マスキング層５を濃色背景層４と組み合わせて使用すると、ソーラーモジュールの高効率を維持しながら、太陽電池１の輪郭の視認性が完全にまたは略完全に消失しうる。ソーラーモジュールに望ましい色が白であれば、この白マスキング層５は、上述の透明または半透明着色層３を構成する。ソーラーモジュールに望ましい色が白以外であれば、この白マスキング層５は、太陽電池１と着色層３との間の中間層を構成する。さらに、着色層３の厚さが最小限に留められるという効果を呈し、ソーラーモジュールの効率が最適化される。ソーラーモジュールに望ましい色がより濃い色であれば、マスキング層はグレーまたはその他非白色であってもよい。

透明または半透明マスキング層は、吹き付け、印刷、または例えばウェブ、メッシュ、またはグリッド等の担持材料を顔料槽に浸漬することを含む、任意の公知の処理により着色剤で着色される。着色剤は、着色層に均一または不均一に塗布されてもよいし、あるいは着色層の一部にのみ塗布し、着色層の１つまたは複数の領域に着色剤が塗布されないままにしてもよい。

マスキング層の個別のワイヤ、糸、紐、繊維、またはフィラメントは、色の所望の強度に応じて、かつ所望の着色パターンに応じて、顔料またはトナーの着色により、部分的または完全に覆われてもよい。

背景層４の第２の色は、ソーラーモジュールの個別の太陽電池１の輪郭の視認性を低減する作用を呈し、着色層３を通じた太陽電池１のパターンの視認性が大幅に低減する。バックシート４は、黒、または好ましくは太陽電池の色と少なくとも略等しいその他任意の色であってもよい。

視認性をさらに低減するため、太陽電池１の列にまたがり、それを接続するリボン９が第１の色と同様の、または第１の色に合う第４の色を有する塗料またはテープ１０に覆われる。これにより、図７に示すように、ソーラーパネルの全体的な外観および色に対するリボン９の影響を最小限に留める。図７において、左の２本のリボンは濃色テープ１０が設けられ、右のリボン９には濃色を施していない。これにより、濃色テープを設ける効果を示している。リボンには陽極酸化処理が施されて、その色を濃くしてもよい。さらなる実施形態において、太陽電池は透明な導電層で覆われてもよく、この場合、リボンは不要となる。

図２は、間に中間層２が設けられた、背景層４、太陽電池層１、透明または半透明白マスキング層５、透明または半透明着色層３、ＵＶ遮断層１１、およびフロントガラスシート６を含むさらなる実施形態を示す。

図８は、ＥＶＡの中間層２に埋め込まれた太陽電池層１および透明または半透明着色層３を備えるソーラーモジュールを示す。任意で背景層４が設けられてもよい。この背景層は、太陽電池１の裏側の層として設けられるか、または、図４～６に示すように、太陽電池の吸光表面に位置合わせされた切り欠き開口７を有する箔の形で設けられる。特に、背景層４が透明または半透明であれば、ソーラーパネルの活性表面の前に設けることができ、印刷されたまたは吹き付けられた濃いパターンを太陽電池間の空間に位置合わせし、背景層の透明領域をソーラーパネルの活性表面に位置合わせすることができる。図８の実施形態は、マスキング層５を備えていない。ソーラーパネルに望ましい色が黒またはその他濃色であれば、マスキング層５は不要で、省略可能となる。着色層３のみで黒色または濃色が得られるためである。同様に、ソーラーパネルに望ましい色が白または略白であれば、マスキング層５または着色層３の一方を省略可能である。白マスキング層５または白色層３のみで白色または略白色が得られるためである。

図１０は、図４～６の背景層４と、背景層４の両側に着色層３が設けられた両面式ソーラーパネルを示す。

図３および１１は、透明または半透明白マスキング層５および前シート６が、必要な中間層と共に、ソーラーパネルの両側に付加されていることを除き、図１０のソーラーパネルと基本的に同じ両面式ソーラーパネルを示す。

一実施形態において、ソーラーモジュールの前シートは、構造化ガラス、好ましくは柱状ガラスの層を含む。すなわち、少なくとも太陽電池の反対側を向く表面が、構造化または柱状構造表面となる。

一実施形態において、着色層は、ソーラーモジュールに十分な機械的強度を提供する。したがって、前シートが不要となるか、少なくとも薄い前シートのみを要する。

一実施形態において、屋根瓦、スレートを模した、あるいは宣伝または企業ブランド／ロゴのようなその他目的の画像が、ソーラーモジュールにホログラムとして、またはレンチキュラー印刷処理により設けられる。レンチキュラー印刷とは、画像生成処理であり、交互に異なる画像片を、一連の湾曲隆起（レンチキュール）を有する透明シートの裏に配置する。このシートを光が透過して、屈折、倍率に応じて単一の完全な画像となる。シートに対する視線に応じて見る角度を変えると、別の画像片により、一連の完全な画像が見える。一実施形態において、このようなホログラムまたはレンチキュラー画像は、前シートに設けられるか、太陽電池層および／またはマスキング層、着色層、前シートのいずれかの間の別のシートに設けられてもよく、奥行きおよび／または動きを示す画像を含んでもよい。ホログラムまたはレンチキュラー印刷が設けられるシートは、少なくとも部分的に透明であるか、不透明である。このようにして、例えば屋根瓦またはスレートの画像が移された略平坦な表面を有するソーラーモジュールで、屋根を完全にまたは部分的に覆うことができる。任意で画像は視野角に応じて変化し、ソーラーモジュールを見る人にとって、ソーラーモジュー上の画像を、まるで「本物の」屋根瓦またはスレートで屋根が覆われているかのように見られるようになる。一例において、ホログラムまたはレンチキュラー印刷により形成された１つまたは複数の画像は、１つまたは複数の三次元画像を含む。

一実施形態において、ソーラーモジュールは、ホログラムの形態で、またはレンチキュラー印刷による画像を有する透明または半透明シートにより少なくとも部分的に覆われた活性前面を有する太陽電池の層を備える。画像や所望の結果に応じて、上述の背景層、マスキング層、および着色層の内のいずれかまたは全てが省略されてもよい。したがって、ソーラーモジュールは、太陽電池の層と、ホログラムの形態で、またはレンチキュラー印刷による画像を有する前記シートとを備える。前記透明または半透明シートと、前記太陽電池の層は、積層処理で組み付けられることが好ましい。

ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像を有するシートは、両面受光型太陽電池を内蔵した両面式ソーラーモジュールとの組合せで使用されてもよい。そのような両面式ソーラーモジュールでは、ソーラーモジュールの吸光表面の一方または両方に、このシートを設けることができる。特に、ソーラーモジュールの２面がこのシートで覆われた場合、両面式ソーラーモジュールのそれぞれの表面を少なくとも部分的に覆う２枚のシートのそれぞれに、異なる色および／または画像が設けられていてもよく、同じ色および／または画像が設けられてもよい。

さらに、ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態の画像を有する透明または半透明シートがソーラーモジュールの最外層となる場合、このシートは、ソーラーモジュールの側面または各側面に取り外し可能に取り付けられる。このシートは、例えば接着剤、テープ、両面テープ、または機械的取付け手段によって取り付け可能である。

ホログラムの形態またはレンチキュラー印刷による画像を有するシートは、上述のモジュールのいずれとも組み合わせて使用可能である。前記シートは、モジュールの最外層として設けられてもよいし、あるいはソーラーモジュールの任意の層間に設けられてもよい。

図１２は、上述のソーラーモジュール内で使用される層の着色に適した装置の例を示す概略図である。例えば幅１２００ｍｍの、ガラス繊維フェルトのウェブ等の原材料が、第１のロール１００から供給され、着色装置を通って、当該装置の下流の別のロール１０１に巻き付けられる。この装置は、一組の可撓片１０４により画定された入口開口を有する閉鎖筐体１０３を備える。これにより開口を通じて筐体１０３から逃げる着色混合物または煙を最小量に留める。第１の組のローラ１０５は、筐体の入口にて、ウェブを支持する。ウェブの幅に略対応する長さの第２のローラ１０６は、円筒形要素に格子状支持外表面を有するもので、ウェブを下方に導いて、着色混合物１０７内に浸漬されるようにする。第２のローラ１０６上の格子状外構造は、着色混合物が、ウェブの浸漬時に、ウェブに完全に浸透可能とする。浸漬後、ウェブは冷却エアブロワ１０８を通って送られる。このブロワは、ウェブから液体着色混合物の一部を吹き飛ばすように作用し、これにより、ウェブに張り付いた着色混合物の量を低減する。冷却エアブロワ１０８の代わりに、ウェブを振動させるデバイスも考えられる。この振動も、ウェブから液体着色混合物の一部を除去するものである。続いて、ウェブは別の一組の可撓片１０４により画定された出口開口を通じて、閉鎖筐体１０３から排出される。出口開口の外で、ウェブは、ウェブに張り付く着色混合物を乾燥させる加熱エアブロワ１０９等の熱源を通って送られる。最後に、乾燥したウェブを第２のロール１０１として巻き込むと、後に使用するように保存可能となる。また、乾燥したウェブを、ロールを形成することなく、直接ソーラーモジュールの製造ラインに供給してもよい。冷却エアブロワ１０８は、ウェブの全幅にわたって延在する単一のノズルを備えてもよいし、ウェブの幅を網羅する複数の個別制御可能なノズルを備えてもよい。複数の冷却空気ノズルを使用する場合、これらは領域またはパターンに対する冷却空気圧を増減するように個別制御可能であり、これにより、冷却空気によってウェブからより多くの、またはより少ない量の着色混合物が除去された領域またはパターンを形成することができる。したがって、これに応じてウェブの着色に変化を付けることができる。このようにして、単一の色でも、陰影やパターンを付けることができる。

筐体はさらに、着色混合物１０７を収容するトレー状のインサート１１０を備える。インサート１１０は、色の変更がある際に、洗浄しやすくなるよう、着脱可能であることが好ましい。さらに、トレーに収容された着色混合物を攪拌する手段も設けられ、これによって、トレー１１０の底に着色顔料が沈殿することが防止される。一例において（不図示）、攪拌は駆動手段にて駆動され、トレー内の着色混合物内で回転するように配置されたプロペラにより実行される。図１２および１３に示す一実施形態において、攪拌は、トレー内の着色混合物１０７を再循環させることが可能なポンプ１１１により実現される。ポンプは、トレー１１０の底にある単一または複数のチューブ１１２により着色混合物を吸引し、第２のローラ１０６の軸となる管１１３を介して、それをトレー内に戻す。管１１３は、第２のローラ１０６の軸延在方向に沿って配置された複数の孔を有することが好ましい。着色混合物は、同孔を通じて排出可能となる。このようにして、着色混合物は継続的に攪拌されるため、着色顔料がトレー１１０の底に沈殿することが防止される。

図１３および１４は、第２のローラ１０６の別の実施形態を示す。図１３において、第２のローラ１０６の外周は、複数の軸方向延在棒により形成され、図１４では、第２のローラは格子構造により形成される。

図１５に示す実施形態では、単一または複数のノズル１１４を備えるスプレーシステムが提供される。ノズルは、各ノズルによる噴射の量およびタイミングを個別制御可能であり、ロボットまたは同様の操作システム１２０により可動となるように構成される。一実施形態において、ノズルは全て同じ色を噴射するように構成される。別の実施形態において、１つまたは複数の第１のノズルが第１の色を噴射するように構成され、１つまたは複数の第２のノズルが第２の色を噴射するように構成され、以下同様となるように構成されてもよい。このようにして、ガラス繊維フェルト等のウェブに、複数の色を含む画像を吹き付けることができる。スプレーシステムで単一の色を使用する場合、トレー１１０に回収された任意の着色混合物を、管（不図示）を通じてスプレーシステムに戻すポンプ１１１により再循環させてもよい。複数の色を使用する場合、トレーはそれぞれ個別の色を回収する複数の区画に分割されてもよい。

図１６に示す実施形態では、多色印刷システム１１５が設けられる。同印刷システムは、細かい画像が設けられたウェブの生成を可能にするため、ソーラーモジュール上の画像をより柔軟に設計可能となる。ウェブの下に、余剰のインクまたは着色剤を回収するトレー１１０が設けられる。

図１２～１６に示す着色装置はさらに、筐体３を通じて搬送されるウェブの速度および張力等、装置の動作を規制する制御システム１２０と、使用される１つまたは複数の色や、図１５および１６に示す実施形態に関して実現されるパターンの生成に関するデータを操作者が入力するためのインターフェースを備える。好ましくは、着色装置はさらに、トレー状インサート１１０内の着色混合物を再充填し、その均一な組成を維持するため、図１２～１４に示す着色混合物に対して着色顔料および溶剤を加えるシステムを備える。

図１７ａ～ｃは、図１～１１を参照に上述したソーラーモジュールが内蔵された街灯の概略図である。このようなソーラーモジュールは積層構造を有し、第１の色を有する活性表側を有する太陽電池（１）を備える太陽電池層と、前記太陽電池層の前の、均一または不均一の色を有する透明または半透明着色層（３）と、を備える。ソーラーモジュールは、単一の活性面を有する太陽電池を備えてもよい。あるいは、ソーラーモジュールは両面受光型太陽電池を備えてもよい。図１７ａ、図１７ｂ、図１７ｃはそれぞれ、街灯の正面図、側面図、背面図である。この街灯は、電子制御部およびランプ２０１と、ソーラーモジュール２０２と、ランプポストを形成するフレーム２０３と、エネルギー貯蔵部２０４とを備える。エネルギー貯蔵部は、ランプポストの底部にあるように示されているが、ランプポスト内に内蔵されてもよいし、ランプ２０１近傍に配されてもよい。一実施形態において、街灯には両面式ソーラーモジュールが設けられるため、太陽に対する街灯の向きをより自由にできる。すなわち、両面式ソーラーモジュールにより周辺からの反射が受光されるので、街灯の備え付けの向きに関わらず、高収率が維持される。ソーラーモジュールは、フレーム（２０３）の外表面の色に関わらず、任意の色を有してもよい。

一実施形態において、フレーム（２０３）の外表面の少なくとも一部は、第１の色の外観を有し、１つまたは複数のソーラーモジュールは、第１の色の外観に少なくともよく合っている色の外観を有する。

［好適な実施形態の一例］
本発明に係るソーラーモジュールにより生成された電力と、従来のソーラーモジュールにより生成された電力とを比較するため、テストを実施した。
ｉ）積層処理により、以下の層を備える第１の従来のソーラーモジュールを生成した。
・ Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）製のバックシート、
・ ＥＶＡ、
・ 単結晶セル層、
・ リボンを覆う黒色耐熱テープ、
・ ＥＶＡ、
・ ガラス製前シート。
ｉｉ）積層処理により、以下の層を備える、本発明に係る第２のソーラーモジュールを生成した。
・ Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）製のバックシート
・ ＥＶＡ、
・ 単結晶セル層、
・ リボンを覆う黒色耐熱テープ、
・ ＥＶＡ、
・ 密度が２０ｇ／ｍ^２となる、ＣｒａｎｅＧｌａｓｓ２３０（ガラス繊維紙）から形成される白色層、
・ ＥＶＡ、
・ 柱状ガラス製の前シート。

白色層は、ウェブを着色混合物内に浸漬する浸漬処理にて着色した。この混合物は、白ガラス塗料とアルコールとを、塗料１、アルコール１０の割合で混合することで形成された。浸漬後、ウェブを外気で３～５分吊るして、液体塗料をウェブから落とした。これにより、繊維の極めて薄いコーティングのみが残り、その後ウェブを暖かい空気で乾燥した。

積層後の第２のソーラーモジュールの色は、ＲＡＬ９００２グレーホワイトの色に近かった。

第１および第２のソーラーモジュールに対して、ソーラーモジュールに対する標準的なテスト条件を適用した。すなわち、モジュールに２５℃で、１０００Ｗ／ｍ^２の照明を当てた。

測定により、第２のソーラーモジュールが第１の従来のモジュールに対して９６％の電力を生成したことが示された。これは、ガラス繊維フェルト製の白色層により落ちたソーラーモジュールの効率は４％に過ぎなかったことを示している。

図１８は、好ましくは柔軟な可撓性材料製の封止膜３００を備えるソーラーモジュールの概略図である。前記封止膜３００は、ソーラーモジュールの１つまたは複数の縁部を超えて延在する。このような封止膜３００は、図２０および２１に示すように組み付けられた隣接するソーラーモジュールの下方に延在する。したがって、当該封止膜３００は、２つの隣接するソーラーモジュールの当接する縁部間に入りうる水が、屋根から漏れるのを防止する。同様に、図２４に示す一組の重なる縁部の内側内部にも、当該封止膜を設けて、この重複部分を介して水が屋根から入ることを防止してもよい。これは特に、屋根が比較的平坦、すなわち傾斜角度が小さい場合に有効である。

図１９に示すように、ソーラーモジュールが矩形の一例示的実施形態において、第１の種類のソーラーモジュールは、その３辺から延在する封止膜３００、３０２を備える。図１８に示すように第２の種類のソーラーモジュールは、その２辺から延在する封止膜３００を備える。第１の種類のソーラーモジュールは、その両側に封止膜３００、３０２を備え、これにより、一方の側（図２０の左側）において隣接する屋根瓦または同様の構造の下と、他方の側（図２０の右側）において隣接する第２の種類のソーラーモジュールの下との両方において、封止効果を実現する。ソーラーモジュールの上縁部に沿って延在する封止膜の一部は、次の上の１つまたは複数のソーラーモジュール、または上の列の屋根瓦等の下に延在し、これにより、この場所を介して屋根を通って水が漏れることを防止する。

図２４に示すように、ソーラーモジュールの上縁部（または重なる縁部の内の内側のもの）から延在する封止膜３００は、当該縁部からの長さが、屋根の支持構造３０６と、重複する（外側）ソーラーモジュール３０１との間に挟持されるようなものであってもよい。

図２２および２３に示す一実施形態において、ソーラーモジュールのバックシートは、ソーラーモジュールの領域よりも大きい。そのため、バックシートはソーラーモジュールの縁部よりも先に、距離Ｗだけ延在し、封止膜が形成される。また、図２２および２３に示すように、ソーラーモジュールの背面を覆う別個のシートを取り付けて、封止膜３００を形成することもできる。図２２Ａおよび２３Ａに示す別の実施形態において、ソーラーモジュールの背面に、ソーラーモジュールの縁部よりも先に延在する材料片を取り付けることで、封止膜３００が形成される。さらに、ソーラーモジュールの縁部を越えて材料片が延在する限り、この材料片を縁部そのもの、またはソーラーモジュールの前面に取り付けてもよいし、ソーラーモジュールの製造時に、材料片をソーラーモジュールの中間層の間、または表面または背面上に積層してもよい。材料片は、略Ｉ形状であってもよい。さらに、１つまたは複数の材料片を、ソーラーモジュールに、その１つまたは複数の縁部に沿って取り付けてもよい。これにより、前記縁部の１つまたは複数に沿って封止膜が形成される。ソーラーモジュールの２つまたは３つの縁部に封止膜を設ける必要がある場合、材料片はＬ字状またはＵ字状であってもよい。

封止膜はソーラーモジュールの少なくとも１つの縁部の少なくとも一部に沿って形成されることが好ましいが、特定の縁部の全長に沿って延在してもよいし、特定の縁部を超えて、当該縁部の１つまたは複数の長さ方向に延在してもよい。

封止膜３００は、十分に柔軟で耐水性の任意の材料で形成されてもよい。当該材料の例としては、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）、Ｐｒｏｔａｎ（登録商標）ＳＥ、Ｗａｃａｆｌｅｘ（登録商標）、およびＥＴＦＥフィルムが挙げられる。

封止膜は、縁部の長さに沿って、縁部から同じ距離延在する必要はない。また、封止膜は、１つの縁部からより長い距離延在し、別の縁部からより短い距離延在してもよい。

一実施形態において、封止膜は、ソーラーモジュールの１つまたは複数の縁部から、距離Ｗだけ延在する。距離Ｗは、３～４５ｃｍ、好ましくは５～４０ｃｍ、さらに好ましくは１０～３０ｃｍ、さらにより好ましくは２０～２５ｃｍである。

封止膜は、隆起するように構造化された表面（不図示）を備えてもよい。これにより、例えば隣接または重複するソーラーモジュールの下面との間で封止が形成される。あるいは、その表面に、隣接するモジュール間に入り込んだ水を屋根／ソーラーモジュールの外表面に戻るように導く経路を備えてもよい。

図２６および２７は、本明細書に記載のソーラーモジュールの表面の異なるデザイン３０４の例を示す。すなわち、デザイン３０４は任意の種類の屋根瓦（図２６）を模してもよいし、テキスト形式であってもよいし（図２７）、あるいは任意の種類の画像の形態であってもよい。このデザインは、上述の手段のいずれかで形成できる。具体的には、ホログラム、レンチキュラー印刷、または本明細書の図１～１１を参照に説明したソーラーモジュールのいずれかの層上への印刷（例えば着色層、マスキング層、または最外シート上への印刷による）が挙げられる。

図２８は、上述の封止膜を備えるソーラーモジュールの設置例を示す。図２８に示すように、屋根の縁部に、屋根瓦３０５の列が配置されている。ソーラーモジュールの設置時、ソーラーモジュール３０１の右の封止膜が、屋根瓦３０５の下に延在し、下（列）のソーラーモジュールの上縁部から延在する封止膜が、隣接する（列の）ソーラーモジュールの下に延在する。

上述の封止膜は、着色の有無を問わずあらゆるソーラーモジュールに適用でき、本明細書に記載の着色されたような、ソーラーモジュールや、ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態の画像を有するソーラーモジュールに限定されない。

さらに、上述の封止膜は、ファサードまたは建物のその他の部位、道標、船舶、車両、またはその他の場所に取り付けられるソーラーモジュールにも有利に使用されうる。特に、封止膜は、設置用システムとして利用可能であり、例えば封止膜からその下の表面または構造内へと延在する釘またはねじにより、ソーラーモジュールをその下の表面に固定または取り付ける手段となる。封止膜はまた、円形、楕円形、または１つまたは複数の縁部が湾曲しているその他の形状を有するモジュールから延在するように配置されてもよい。

本明細書説明において、１つまたは複数のソーラーモジュールは形状が矩形であり、その長手軸が水平であると示されている。しかし、１つまたは複数の矩形ソーラーモジュールは、短手軸が水平になるように、または、その各軸が任意の方向に傾斜するように設けられてもよい。さらに、本開示は、矩形とは異なる形状を有するソーラーモジュールを包含することも意図されている。そのようなソーラーモジュールは、例えばその１つまたは複数の縁部において、特定の輪郭を持つ三次元または二次元構造を生成可能とするような任意の形状を有してもよい。例えば、ソーラーモジュールが三角錐形状の屋根を覆う場合、モジュールの少なくとも一部が三角形、またはその他の矩形ではない形状を有してもよい。上述のホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像が設けられた着色されたソーラーモジュール（複数可）は、さらに円形、楕円形、または１つまたは複数の縁部が湾曲しているその他の形状を有してもよい。

各種態様および実施を、本明細書に記載の各種実施形態と併せて説明した。ただし、当業者であれば、添付の図面、本開示、および添付の請求項を検討することにより、請求されたサブジェクトマターを実施するに当たって開示された実施形態に対する他の変形も理解し、実現できるであろう。請求項では、「備える」という語は他の要素や工程を除外するものではなく、また、単数の記載は複数を除外するものではない。何らかの測定値が互いに異なる従属請求項で言及されていたとしても、これらの測定値を組み合わせて有利に働くよう使用できないことを示すものではない。

請求項に使用されている参照符号は、請求項の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
上記の開示の特定の態様を定義する構成例を以下に示す。
〔構成１〕
積層構造を有するソーラーモジュールであって、当該ソーラーモジュールは、
第１の色を有する活性表側を有する太陽電池（１）を備える太陽電池層と、
前記太陽電池層の前の透明または半透明着色層（３）と、を備え、
着色剤が前記透明または半透明着色層（３）の厚さの少なくとも一部にわたって、前記透明または半透明着色層（３）が均一の第３の色または不均一の第３の色を有するように分散される、
ソーラーモジュール。

〔構成２〕
前記第１の色と同様または略同様の色を有する背景層を備え、
Ｉ）前記背景層は、前記太陽電池層の後ろに設けられ、あるいは
ＩＩ）前記背景層は、前記太陽電池に沿った複数の切り欠きを有し、あるいは
ＩＩＩ）前記背景層は、前記太陽電池層の前に設けられ、前記太陽電池の前記活性表面に位置合わせされた少なくとも略半透明もしくは透明領域を有する、
構成１に記載のソーラーモジュール。

〔構成３〕
前記透明または半透明着色層（３）は、好ましくはその外表面上の前記第３の色の顔料、トナー等の着色剤によって、その外表面が前記第３の色に着色された透明繊維を備え、および／または好ましくは前記第３の色の前記透明または半透明繊維内の顔料によって、前記第３の色に着色された透明または半透明繊維を備え、および／または好ましくは前記フィラメント内または上の前記第３の色の顔料、トナー等の着色剤によって、前記第３の色に染色または塗布されたフィラメントを備える、構成１または２に記載のソーラーモジュール。

〔構成４〕
前記透明または半透明着色層（３）は、略均一に分散された、光を通過させる好ましくは可視開口を備える、前記第３の色のウェブを備える、構成１から３のいずれかに記載のソーラーモジュール。

〔構成５〕
透明または半透明マスキング層（５）が前記透明または半透明着色層（３）と前記太陽電池層との間に介在し、前記透明または半透明マスキング層（５）は、略適切なマスキング色を有し、これに加えて／代えて、適切なマスキング色の顔料、トナー等の着色剤を備え、前記透明または半透明マスキング層（５）は、好ましくはフィラメントまたは透明または半透明繊維を備える、構成１から４のいずれかに記載のソーラーモジュール。

〔構成６〕
前記着色層（３）は、繊維および／またはフィラメントのマットを備える、構成１から５のいずれかに記載のソーラーモジュール。

〔構成７〕
反射防止表面を備える前方シートを有し、好ましくは前記前方シートは柱状ガラス製の層を備え、少なくとも前記太陽電池から遠い表面は柱状構造を有する、構成１から６のいずれかに記載のソーラーモジュール。

〔構成８〕
前記着色層の個々の繊維またはフィラメントは、前記色の所望の強度に応じて、かつ所望の着色パターンに応じて、前記顔料またはトナーの着色によって部分的にまたは完全に覆われる、構成１から７のいずれかに記載のソーラーモジュール。

〔構成９〕
前記着色層（３）の色（複数可）は、グレーまたは青、および／または黒の陰影を含む、構成１から８のいずれかに記載のソーラーモジュール。

〔構成１０〕
積層構造を有するソーラーモジュールであって、当該ソーラーモジュールは、ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像を有する透明または半透明シートによって少なくとも部分的に覆われた活性表面を有する太陽電池（１）の層を備える、ソーラーモジュール。

〔構成１１〕
ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像を有する前記シートは、構成１から８のいずれかに記載のソーラーモジュールと組み合わされ、前記シートは、最外側シートとして設けられ、あるいは前記ソーラーモジュールの任意の層間に設けられる、構成１０に記載のソーラーモジュール。

〔構成１２〕
構成１から１１のいずれかに記載の１つまたは複数のソーラーモジュールを備える街灯。

〔構成１３〕
ランプ（２０１）と、前記ランプを支持するフレーム（２０３）と、を備え、
前記１つまたは複数のソーラーモジュールの少なくとも１つは前記フレームに取り付けられ、少なくとも前記フレーム（２０３）の一部の外表面は第１の色の外観を有し、場合によっては、前記１つまたは複数のソーラーモジュールの色の外観は、前記第１の色の外観と同じ、または少なくともよく合っている、構成１２に記載の街灯。

〔構成１４〕
少なくとも１つの縁部を備えるソーラーモジュールであって、
前記縁部の長さに少なくとも部分的に沿って、前記１つの縁部から延在する封止膜（３００、３０２）を備える、
ソーラーモジュール。

〔構成１５〕
前記封止膜（３００）は、前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部を距離Ｗだけ超えて延在し、ここでＷは３～４５ｃｍであり、好ましくは５～４０ｃｍであり、さらに好ましくは１０～３０ｃｍであり、さらにより好ましくは２０～２５ｃｍである、構成１４に記載のソーラーモジュール。

〔構成１６〕
前記封止膜は、前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部を越えて延在する、前記ソーラーモジュールのバックシートによって形成される、構成１４または１５に記載のソーラーモジュール。

〔構成１７〕
前記封止膜は、前記ソーラーモジュールに取り付けられた可撓材料の層によって、好ましくは前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部に沿って取り付けられた材料片によって形成される、構成１４または１５に記載のソーラーモジュール。

〔構成１８〕
構成１から１１のいずれかに記載のソーラーモジュールを組み合わせた、構成１４から１７のいずれかに記載のソーラーモジュール。

Claims (13)

1. 積層構造を有するソーラーモジュールであって、当該ソーラーモジュールは、
   第１の色を有する活性表側を有する太陽電池（１）を備える太陽電池層と、
   前記太陽電池層の前の透明または半透明着色層（３）と、を備え、
   着色剤が前記透明または半透明着色層（３）の厚さの少なくとも一部にわたって、前記透明または半透明着色層（３）が均一の第３の色または不均一の第３の色を有するように分散され、
   前記透明または半透明着色層（３）は、
   ・ 外表面を有する透明繊維であって、前記外表面の前記第３の色の顔料、トナー等の着色剤によって、前記外表面が前記第３の色に着色された透明繊維を備え、および／または
   ・ 透明または半透明繊維であって、前記透明または半透明繊維内の前記第３の色の顔料によって、前記第３の色に着色された透明または半透明繊維を備え、および／または
   ・ フィラメントであって、前記フィラメント内または上の前記第３の色の顔料、トナー等の着色剤によって、前記第３の色に染色または塗布されたフィラメントを備え、
   透明または半透明マスキング層（５）が前記透明または半透明着色層（３）と前記太陽電池層との間に介在し、前記透明または半透明マスキング層（５）は、適切なマスキング色を有し、および／または、適切なマスキング色の顔料、トナー等の着色剤を備え、前記透明または半透明マスキング層（５）は、フィラメントまたは透明または半透明繊維を備える、
   ソーラーモジュール。
2. 前記第１の色と同様または略同様の色を有する背景層（４）を備え、
   Ｉ）前記背景層は、前記太陽電池層の後ろに設けられ、あるいは
   ＩＩ）前記背景層は、前記太陽電池に沿った複数の切り欠きを有し、あるいは
   ＩＩＩ）前記背景層は、前記太陽電池層の前に設けられ、前記太陽電池の前記活性表側に位置合わせされた少なくとも略半透明または透明領域を有する、
   請求項１に記載のソーラーモジュール。
3. 前記透明または半透明着色層（３）は、略均一に分散された、光を通過させる開口部を備える、前記第３の色のウェブを備える、請求項１または２に記載のソーラーモジュール。
4. 前記着色層（３）は、繊維および／またはフィラメントのマットを備える、請求項１から３のいずれかに記載のソーラーモジュール。
5. 反射防止表面を備える表面シートを有し、
   前記表面シートは柱状ガラス製の層を備え、少なくとも前記太陽電池から遠い表面は柱状構造を有する、
   請求項１から４のいずれかに記載のソーラーモジュール。
6. 前記着色層の個々の繊維またはフィラメントは、前記色の所望の強度に応じて、かつ所望の着色パターンに応じて、前記顔料またはトナーの着色によって部分的にまたは完全に覆われる、請求項１から５のいずれかに記載のソーラーモジュール。
7. 前記太陽電池層は、ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像を有するシートによって少なくとも部分的に覆われた活性表面を有する、請求項１に記載の積層構造を有するソーラーモジュール。
8. ホログラムまたはレンチキュラー印刷の形態で画像を有する前記シートは、最外シートとして設けられ、あるいは前記ソーラーモジュールの任意の層間に設けられる、請求項７に記載のソーラーモジュール。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の１つまたは複数のソーラーモジュールを備える街灯。
10. 少なくとも１つの縁部を備え、
    前記ソーラーモジュールは、前記縁部の長さに少なくとも部分的に沿って、前記１つの縁部から延在する封止膜（３００、３０２）を備える、
    請求項１に記載のソーラーモジュール。
11. 前記封止膜（３００、３０２）は、前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部を距離Ｗだけ超えて延在し、Ｗは３～４５ｃｍである、請求項１０に記載のソーラーモジュール。
12. 前記封止膜は、前記ソーラーモジュールの前記少なくとも１つの縁部を越えて延在する前記ソーラーモジュールのバックシートによって形成される、請求項１０または１１に記載のソーラーモジュール。
13. 前記封止膜は、前記ソーラーモジュールに取り付けられた可撓材料の層によって形成される、請求項１０または１１に記載のソーラーモジュール。

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