JPH1019388A - Hybrid type panel and building equipped with this hybrid type panel - Google Patents

Hybrid type panel and building equipped with this hybrid type panel

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JPH1019388A
JPH1019388A JP8173993A JP17399396A JPH1019388A JP H1019388 A JPH1019388 A JP H1019388A JP 8173993 A JP8173993 A JP 8173993A JP 17399396 A JP17399396 A JP 17399396A JP H1019388 A JPH1019388 A JP H1019388A
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solar cell
heat collecting
hybrid panel
collecting plate
panel according
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JP8173993A
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Noriaki Shibuya
典明 渋谷
Sota Moriuchi
荘太 森内
Jun Sugita
循 杉田
Satoru Fujii
哲 藤井
Masashi Kano
正史 加納
Atsushi Hasegawa
淳 長谷川
Toshihiro Kondo
俊裕 近藤
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Sharp Corp
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sharp Corp
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance both of the efficiency of heat collection and the efficiency of power generation by providing a first solar cell of a light transmitting type, a second solar cell disposed on the rear side of the first solar cell with an air layer between them and a heat collecting plate disposed in contact with the second solar cell on the rear side of the second solar cell. SOLUTION: A hybrid type panel is equipped with a case 10 of a flat box type. A heat insulating material 20 is laid all over the bottom surface of the case 10 and a heat collecting plate 30 is disposed thereon. On the other hand, a glass plate 40 constituted of white reinforced plate glass is fitted in the upper opening part of the case 10 with an air layer 50 of sufficient dimensions formed between the heat collecting plate 30 and it. A first solar cell 60 is bonded on the rear of the glass plate 40, while a second solar cell 70 is bonded on the surface of the heat collecting plate 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅等の建物の屋
根の上等に設置されて、太陽エネルギーから電気エネル
ギーと熱エネルギーの両方を収集するハイブリッド型パ
ネル及びこのハイブリッド型パネルを瓦等の屋根部材の
代替として用いた建物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid panel which is installed on a roof of a building such as a house and collects both electric energy and heat energy from solar energy and a hybrid panel such as a tile. The present invention relates to a building used as a substitute for a roof member.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、住宅等の屋根の上に、パネル状の
太陽電池モジュールを設置し、太陽エネルギーを電気エ
ネルギーに変換して住宅に供給する住宅用太陽光発電シ
ステムが注目されている。しかし、このシステムは、一
般に普及するに至っていない。その理由は、システムの
価格が高いにもかかわらず、システム全体としての光電
変換効率が10%程度と低く、経済的な投資費用を回収
するまでに長期間を必要とする点にある。
2. Description of the Related Art In recent years, a residential photovoltaic power generation system in which a panel-shaped solar cell module is installed on a roof of a house or the like, and solar energy is converted into electric energy and supplied to the house has attracted attention. However, this system has not been widely used. The reason is that, despite the high price of the system, the photoelectric conversion efficiency of the entire system is as low as about 10%, and it takes a long time to recover economic investment costs.

【0003】ここで、システム全体としてのエネルギー
収集効率を向上させる一つの方法として、太陽エネルギ
ーを電気エネルギーに変換するのみならず、太陽エネル
ギーから熱エネルギーをも収集し、両者を合わせて住宅
に供給する光熱ハイブリッドシステムが有効であり、従
来からもその開発が進められている。
Here, as one method of improving the energy collection efficiency of the entire system, not only is solar energy converted to electric energy, but also heat energy is collected from solar energy, and both are supplied to a house. The light-heat hybrid system is effective, and its development has been promoted.

【0004】このシステムに使用されるパネル状のモジ
ュール、すなわちハイブリッド型パネルの一従来例とし
て、実開昭60−101648号公報に開示されたハイ
ブリッド型パネルがある。
[0004] As a conventional example of a panel-shaped module used in this system, that is, a hybrid panel, there is a hybrid panel disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-101648.

【0005】このハイブリッド型パネルは、図10に示
すように、偏平箱型のケース1の底面にグラスウール等
の断熱材2を敷き詰め、その上に設置した集熱板3の表
面に、太陽電池4を密着して取り付けた構造になってい
る。ケース1の上面開口部は透明なガラス板5により閉
じられ、ガラス板5の裏面(下面)と、表面に太陽電池
4が取り付けられた集熱板3との間に空気層6が形成さ
れている。
[0005] As shown in FIG. 10, this hybrid panel has a flat box-shaped case 1 covered with a heat insulating material 2 such as glass wool on the bottom surface, and a solar cell 4 mounted on a heat collecting plate 3 placed thereon. Is attached closely. The upper opening of the case 1 is closed by a transparent glass plate 5, and an air layer 6 is formed between the back surface (lower surface) of the glass plate 5 and the heat collecting plate 3 on which the solar cells 4 are attached. I have.

【0006】また、ハイブリッド型パネルの他の従来例
として、特開昭63−066978号公報に示されたも
のがある。このハイブリッド型パネルは、図11に示す
ように、ケース1の上面開口部を塞ぐガラス板5の裏面
に、太陽電池4を密着して取り付けた構造になってお
り、この点のみが、図10に示されたハイブリッド型パ
ネルと相違する。
Another example of a conventional hybrid panel is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-066978. As shown in FIG. 11, this hybrid panel has a structure in which a solar cell 4 is closely attached to the back surface of a glass plate 5 that covers the upper opening of the case 1, and only this point is the same as FIG. Is different from the hybrid type panel shown in FIG.

【0007】ところで、これらのハイブリッド型パネル
においては、太陽電池として結晶質シリコン等の結晶ウ
エハーや、非晶質シリコン等の薄膜を用いたものが使用
される。これらの太陽電池は、ガラス板や集熱板に直接
あるいは薄い絶縁層を介して密着接合される。
In these hybrid panels, a solar cell using a crystalline wafer such as crystalline silicon or a thin film such as amorphous silicon is used as a solar cell. These solar cells are closely bonded to a glass plate or a heat collecting plate directly or via a thin insulating layer.

【0008】そして、薄膜の太陽電池を用いる場合に、
その太陽電池を光透過型とするものは、特開平7−21
8001号公報により提案されている。これは、図11
に示されたハイブリッド型パネルの発展型であり、図1
2に示すように、ガラス板5の裏面に密着して取り付け
られた太陽電池4の半導体層4aを挟む表面電極4bと
裏面電極4cの両方を透明導電膜で構成したものであ
る。この構造によると、太陽電池4では半導体層4aに
吸収される短波長の光で発電が行われ、太陽電池4に吸
収されない長波長の光は太陽電池4を通過して裏面側の
集熱板3(図11参照)に入射することにより、集熱板
3での集熱効率が向上する。
When a thin-film solar cell is used,
The solar cell of the light transmission type is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-21.
8001. This is shown in FIG.
FIG. 1 is an advanced type of the hybrid type panel shown in FIG.
As shown in FIG. 2, both the front surface electrode 4b and the back surface electrode 4c sandwiching the semiconductor layer 4a of the solar cell 4 attached to the back surface of the glass plate 5 are made of a transparent conductive film. According to this structure, in the solar cell 4, power is generated by short-wavelength light absorbed by the semiconductor layer 4a, and long-wavelength light that is not absorbed by the solar cell 4 passes through the solar cell 4 and is a heat collecting plate on the back side. 3 (see FIG. 11), the heat collection efficiency of the heat collecting plate 3 is improved.

【0009】また、薄膜の太陽電池においては、バンド
ギャップの広い半導体層とバンドギャップの狭い半導体
層を積層することによって、発電効率を向上させること
も可能である。
In a thin-film solar cell, the power generation efficiency can be improved by laminating a semiconductor layer having a wide band gap and a semiconductor layer having a narrow band gap.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池の
光電変換効率は、負の温度係数を持つため、動作温度の
低い方が望ましい。一方、集熱板は温度の高い方が有効
な熱を得ることができる。このため、太陽電池は吸収し
た光を熱に変えることなく電気エネルギーに変換し、太
陽電池に吸収されない光は集熱板で熱として収集される
ことが望ましい。
Incidentally, since the photoelectric conversion efficiency of a solar cell has a negative temperature coefficient, it is desirable that the operating temperature be lower. On the other hand, the higher the temperature of the heat collecting plate, the more effective heat can be obtained. For this reason, it is desirable that the solar cell converts the absorbed light into electrical energy without converting it into heat, and that the light not absorbed by the solar cell is collected as heat by the heat collecting plate.

【0011】しかしながら、実際には、太陽電池に吸収
された光のうち、発電に寄与しないエネルギーは、太陽
電池で熱に変換され、太陽電池の効率を低下させる。ま
た、一般に、太陽電池では、発電効率を高めるために、
裏面に反射効率の高い電極が形成されているが、太陽電
池に吸収されない光は、この電極によって反射され、集
熱板に到達しないので、集熱板では集熱効率が低下する
ことになる。
However, in practice, of the light absorbed by the solar cell, energy that does not contribute to power generation is converted into heat by the solar cell, which lowers the efficiency of the solar cell. In general, in solar cells, in order to increase power generation efficiency,
Although an electrode having high reflection efficiency is formed on the back surface, light that is not absorbed by the solar cell is reflected by this electrode and does not reach the heat collecting plate, so that the heat collecting efficiency of the heat collecting plate decreases.

【0012】図10に示されたハイブリッド型パネルで
は、太陽電池4が集熱板3の表面に取り付けられている
ため、太陽電池4で発生した熱の多くが集熱板3に伝わ
るが、集熱板3の温度上昇により太陽電池4の発電効率
が低下するという問題がある。
In the hybrid type panel shown in FIG. 10, since the solar cell 4 is mounted on the surface of the heat collecting plate 3, most of the heat generated in the solar cell 4 is transmitted to the heat collecting plate 3. There is a problem that the power generation efficiency of the solar cell 4 decreases due to the temperature rise of the hot plate 3.

【0013】一方、図11に示されたハイブリッド型パ
ネルでは、太陽電池4がガラス板5の裏面に取り付けら
れ、集熱板3との間に空気層6を挟んだ構造となってい
るため、太陽電池4で発生した熱の多くはガラス板5に
伝わり、その表面から放熱されるため、太陽電池5の温
度上昇による発電効率の低下は回避される。しかし、集
熱板3によって集熱される効率は低い。
On the other hand, in the hybrid type panel shown in FIG. 11, the solar cell 4 is mounted on the back surface of the glass plate 5 and the air layer 6 is sandwiched between the solar cell 4 and the heat collecting plate 3. Most of the heat generated in the solar cell 4 is transmitted to the glass plate 5 and is radiated from the surface thereof, so that a decrease in power generation efficiency due to a rise in the temperature of the solar cell 5 is avoided. However, the efficiency of heat collection by the heat collecting plate 3 is low.

【0014】この点を改良するものが、図12に示され
たハイブリッド型パネルであり、太陽電池4に吸収され
ない長波長の光は太陽電池4を透過し、集熱板3に到達
する。しかし、この場合には、太陽電池4の裏面での反
射を期待できないため、発電効率が大幅に低下するとい
う問題がある。
The hybrid panel shown in FIG. 12 improves this point. Long-wavelength light that is not absorbed by the solar cell 4 passes through the solar cell 4 and reaches the heat collecting plate 3. However, in this case, since reflection on the back surface of the solar cell 4 cannot be expected, there is a problem that the power generation efficiency is greatly reduced.

【0015】発電効率を向上させるためには、前述した
ように、積層型の太陽電池とすることが望ましい。そし
て、積層型にした場合には、2つの光発電層が直列に積
層されることから、光発電層での発生電流が等しくなる
ように、各光発電層の膜厚を調整することが必要とな
る。しかし、そうした場合、太陽光のスペクトルが変化
すると、各発電層の発生電流が変化し、発生電流に差が
生じることから、損失を生じるという問題がある。
In order to improve the power generation efficiency, it is desirable to use a stacked solar cell as described above. In the case of a stacked type, since the two photovoltaic layers are stacked in series, it is necessary to adjust the thickness of each photovoltaic layer so that the currents generated in the photovoltaic layers are equal. Becomes However, in such a case, when the spectrum of sunlight changes, the generated current of each power generation layer changes, and a difference occurs in the generated current.

【0016】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的は、集熱効率および発電効率の両方が高
いハイブリッド型パネルを提供することにある。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid panel having both high heat collection efficiency and high power generation efficiency.

【0017】また、本発明の他の目的は、このようなハ
イブリッド型パネルを屋根部材として屋根下地材の上に
設置することにより、瓦等の本来の屋根部材を不要と
し、かつ屋根工事の一環として施工可能とし、ソーラ住
宅としてのトータルコストを大幅に低減できるハイブリ
ッド型パネルを備えた建物を提供することにある。
Another object of the present invention is to install such a hybrid type panel as a roof member on a roof base material, thereby eliminating the need for an original roof member such as a tile and as part of roof construction. It is an object of the present invention to provide a building equipped with a hybrid panel that can be constructed as a solar panel and can greatly reduce the total cost of a solar house.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッド型
パネルは、光透過型の第1の太陽電池と、該第1の太陽
電池の裏面側に空気層を介して配置された第2の太陽電
池と、該第2の太陽電池の裏面側に、該第2の太陽電池
に接して配置された集熱板とを備えており、そのことに
より上記目的が達成される。
A hybrid panel according to the present invention comprises a first light-transmitting solar cell and a second solar cell disposed on the back side of the first solar cell via an air layer. A battery and a heat collecting plate disposed on the back side of the second solar cell in contact with the second solar cell are provided, thereby achieving the above object.

【0019】好ましくは、透明基板の裏面側に、該透明
基板との間に空気層を介して前記集熱板が配置されると
共に該集熱板の裏面側に断熱材が配置され、該透明基板
の裏面に前記第1の太陽電池を配備し、該集熱板の表面
に前記第2の太陽電池を配備する。
Preferably, the heat collecting plate is arranged on the back side of the transparent substrate via an air layer between the transparent substrate and a heat insulating material is arranged on the back side of the heat collecting plate. The first solar cell is provided on the back surface of the substrate, and the second solar cell is provided on the surface of the heat collecting plate.

【0020】また、好ましくは、前記第2の太陽電池の
バンドギャップを、前記第1の太陽電池のバンドギャッ
プより、少なくとも0.3eV以上狭くする。
Preferably, the band gap of the second solar cell is narrowed by at least 0.3 eV or more than the band gap of the first solar cell.

【0021】また、好ましくは、前記第1の太陽電池と
前記第2の太陽電池が、それぞれを集積化と直列接続に
よって等しい電圧が生じるようにした状態で、並列に接
続する。
[0021] Preferably, the first solar cell and the second solar cell are connected in parallel in such a manner that an equal voltage is generated by integration and series connection.

【0022】また、好ましくは、前記第1の太陽電池
が、シリコンを主成分とする非晶質薄膜太陽電池であ
る。
[0022] Preferably, the first solar cell is an amorphous thin-film solar cell containing silicon as a main component.

【0023】また、好ましくは、前記第1の太陽電池の
裏面電極の80%以上の部分が透明導電膜である。
Preferably, at least 80% of the back electrode of the first solar cell is a transparent conductive film.

【0024】また、好ましくは、前記第2の太陽電池
が、シリコンとゲルマニウムを主成分とする非晶質薄膜
太陽電池、シリコンを主成分とする結晶質薄膜太陽電
池、テルル化カドミウムを主成分とする薄膜太陽電池、
又は二セレン化インジウム銅を主成分とする太陽電池で
ある。
Preferably, the second solar cell comprises an amorphous thin-film solar cell containing silicon and germanium as main components, a crystalline thin-film solar cell containing silicon as a main component, and cadmium telluride as a main component. Thin-film solar cells,
Alternatively, a solar cell mainly containing indium copper diselenide.

【0025】また、好ましくは、前記第2の太陽電池を
前記集熱板の表面に直接形成する。
Preferably, the second solar cell is formed directly on the surface of the heat collecting plate.

【0026】また、好ましくは、前記第2の太陽電池
が、シリコンを主成分とする結晶ウエハー太陽電池であ
る。
Preferably, the second solar cell is a crystalline wafer solar cell containing silicon as a main component.

【0027】また、好ましくは、前記第2の太陽電池
が、干渉による反射の最小値が波長650〜900nm
に現れるように膜厚が設定された反射防止膜を表面に有
する。
Preferably, the second solar cell has a minimum value of reflection due to interference at a wavelength of 650 to 900 nm.
The surface has an antireflection film whose film thickness is set so as to appear in (1).

【0028】また、好ましくは、前記第1の太陽電池と
前記第2の太陽電池との間の空気層に存在する空気を流
通させる。
Preferably, air present in an air layer between the first solar cell and the second solar cell is circulated.

【0029】また、本発明のハイブリッド型パネルを備
えた建物は、上記のようなハイブリッド型パネルを屋根
下地材上に設置してなり、そのことにより上記目的が達
成される。
Further, in a building provided with the hybrid panel of the present invention, the above-mentioned hybrid panel is installed on a roof base material, thereby achieving the above object.

【0030】以下、作用について説明する。Hereinafter, the operation will be described.

【0031】光透過型の第1の太陽電池は、短波長の光
を吸収して発電を行う。この太陽電池は、短波長の光だ
けを吸収すればよいため、バンドギャップの広い半導体
を用いることができ、これにより発電電圧を高くするこ
とかできる。また、長波長の光は透過するため、ガラス
板を介した放熱が少ない。更に、集熱板との間に空気層
が介在するために、集熱板の温度上昇による発電効率の
低下を回避することができる。
The light-transmitting first solar cell generates electric power by absorbing light having a short wavelength. Since this solar cell only needs to absorb light having a short wavelength, a semiconductor having a wide band gap can be used, and thus the power generation voltage can be increased. Further, since long-wavelength light is transmitted, heat radiation through the glass plate is small. Further, since an air layer is interposed between the heat collecting plate and the heat collecting plate, a decrease in power generation efficiency due to an increase in temperature of the heat collecting plate can be avoided.

【0032】一方、第1の太陽電池の裏面側に空気層を
介して配置された第2の太陽電池は、第1の太陽電池を
透過した長波長の光を吸収し、発電を行う。この太陽電
池内で発生した熱は、太陽電池が光透過型である場合も
光反射型である場合も、容易に集熱板に伝えられる。光
透過型である場合は、第2の太陽電池を透過した更に長
波長の光が、集熱板に到達しその熱エネルギーが集熱板
に収集される。
On the other hand, the second solar cell disposed on the back side of the first solar cell via the air layer absorbs long-wavelength light transmitted through the first solar cell to generate power. The heat generated in the solar cell is easily transmitted to the heat collecting plate regardless of whether the solar cell is a light transmission type or a light reflection type. In the case of the light transmission type, light of a longer wavelength that has passed through the second solar cell reaches the heat collecting plate, and its heat energy is collected by the heat collecting plate.

【0033】2つの太陽電池は、積層型の太陽電池と同
様に、第2の太陽電池のバンドギャップを第1の太陽電
池のバンドギャップより狭くすることにより、発電効率
を向上させることができる。すなわち、第2の太陽電池
のバンドギャップを第1の太陽電池のバンドギャップよ
り狭くすることにより、第1の太陽電池を透過した長波
長の光エネルギーが第2の太陽電池にて効率よく電気エ
ネルギーに変換されるので、太陽電池全体としての発電
効率が向上する。
As with the stacked solar cells, the power generation efficiency of the two solar cells can be improved by making the band gap of the second solar cell narrower than the band gap of the first solar cell. That is, by making the band gap of the second solar cell narrower than the band gap of the first solar cell, the long-wavelength light energy transmitted through the first solar cell can be efficiently converted into electric energy by the second solar cell. Therefore, the power generation efficiency of the solar cell as a whole is improved.

【0034】しかも、積層型の太陽電池と異なり、2つ
の太陽電池は分離しているために、並列接続が可能であ
る。並列接続をした場合、2つの太陽電池の発生電流を
等しくする必要がない。また、気象条件により太陽光の
スペクトルが変化しても、電圧の変化は少ない。これら
のことから、積層型で問題となる太陽光スペクトルの変
化に起因する発生電流の差による損失は生じない。よっ
て、この点においても、太陽電池全体としての発電効率
を向上できる。
Moreover, unlike the stacked solar cell, the two solar cells are separated, so that they can be connected in parallel. In the case of parallel connection, it is not necessary to make the generated currents of the two solar cells equal. Even if the spectrum of sunlight changes due to weather conditions, the change in voltage is small. For these reasons, there is no loss due to a difference in generated current due to a change in the solar spectrum, which is a problem in the stacked type. Therefore, also in this regard, the power generation efficiency of the entire solar cell can be improved.

【0035】このような理由により、本発明のハイブリ
ッド型パネルによれば、集熱効率および発電効率の両方
を向上できる。
For these reasons, according to the hybrid panel of the present invention, both the heat collection efficiency and the power generation efficiency can be improved.

【0036】また、第2の太陽電池の表面に形成される
反射防止膜の膜厚を、干渉による反射の最小値が波長6
50〜900nmに現れるように設定すれば、第1の太
陽電池を透過した長波長の光の、第2の太陽電池での反
射が最小となる。
The thickness of the anti-reflection film formed on the surface of the second solar cell is set so that the minimum value of the reflection due to interference is a wavelength of 6
If it is set so as to appear at 50 to 900 nm, reflection of long wavelength light transmitted through the first solar cell at the second solar cell is minimized.

【0037】また、第2の太陽電池を集熱板の表面に直
接形成すれば、第2の太陽電池から集熱板への伝熱効率
が向上する。
Further, if the second solar cell is formed directly on the surface of the heat collecting plate, the efficiency of heat transfer from the second solar cell to the heat collecting plate is improved.

【0038】また、第1の太陽電池と第2の太陽電池と
の間の空気層に存在する空気を流通させれば、空気によ
る集熱も可能となるので、総合的な集熱効率を向上でき
る。
Further, if air existing in the air layer between the first solar cell and the second solar cell is circulated, heat can be collected by air, so that the overall heat collecting efficiency can be improved. .

【0039】また、上記のようなハイブリッド型パネル
を屋根下地材上に設置すると、このハイブリッド型パネ
ルが瓦等の本来の屋根部材を代替するので、瓦等が不要
になる。また、屋根工事の一環として施工できる。この
ため、ソーラー住宅としてのトータルコストを大幅に低
減できる。
Further, when the above-mentioned hybrid panel is installed on a roof base material, the hybrid panel replaces an original roof member such as a tile, so that a tile or the like becomes unnecessary. Also, it can be constructed as part of roof construction. Therefore, the total cost of a solar house can be significantly reduced.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0041】(実施形態1)図1〜図3は本発明ハイブ
リッド型パネルの実施形態1を示す。このハイブリッド
型パネルは、図1に示すように、偏平箱型のケース10
を具備する。ケース10の底面には断熱材20が敷き詰
められ、その上に集熱板30が配置されている。一方、
ケース10の上面開口部には、白板強化ガラスからなる
ガラス板40が、集熱板30との間に十分な広さの空気
層50をもって嵌め込まれている。そして、ガラス板4
0の裏面には第1の太陽電池60が接着され、集熱板3
0の表面には第2の太陽電池70が接着されている。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show Embodiment 1 of a hybrid panel of the present invention. As shown in FIG. 1, this hybrid type panel has a flat box type case 10.
Is provided. A heat insulating material 20 is spread on the bottom surface of the case 10, and a heat collecting plate 30 is disposed thereon. on the other hand,
A glass plate 40 made of tempered white glass is fitted into the upper opening of the case 10 with an air layer 50 having a sufficient width between the glass plate 40 and the heat collecting plate 30. And the glass plate 4
The first solar cell 60 is adhered to the back surface of the heat collecting plate 3.
The second solar cell 70 is adhered to the surface of the zero.

【0042】第1の太陽電池60は、発電層にアモルフ
ァスシリコンを用いた光透過型の薄膜太陽電池である。
この太陽電池60は、図2に示す構造であり、以下に示
すプロセスで作製される。
The first solar cell 60 is a light-transmitting thin-film solar cell using amorphous silicon for the power generation layer.
This solar cell 60 has the structure shown in FIG. 2 and is manufactured by the following process.

【0043】まず、ガラス基板61の上に、パターニン
グされた透明導電膜62を介して、CVD法によりp型
の導電層63、i型の導電層64およびn型の導電層6
5をこの順に積層する。続いて、この積層膜をパターニ
ングした後、その上にスパッタリング法により透明導電
膜66を形成し、これをパターニングする。各層は電気
的に直列接続される。
First, a p-type conductive layer 63, an i-type conductive layer 64, and an n-type conductive layer 6 are formed on a glass substrate 61 via a patterned transparent conductive film 62 by a CVD method.
5 are laminated in this order. Subsequently, after patterning the laminated film, a transparent conductive film 66 is formed thereon by a sputtering method, and this is patterned. Each layer is electrically connected in series.

【0044】ここで、p型の導電層63、i型の導電層
64およびn型の導電層65の膜厚は、それぞれ10n
m、150nmおよび15nmとした。また、i型の導
電層64はモノシランと水素の混合ガスから形成し、そ
の光学的バンドギャップは1.7eVとした。透明導電
膜62,66の上には、銀ペーストをスクリーン印刷す
ることにより集電極67,67を形成した。
Here, each of the p-type conductive layer 63, the i-type conductive layer 64 and the n-type conductive layer 65 has a thickness of 10n.
m, 150 nm and 15 nm. The i-type conductive layer 64 was formed from a mixed gas of monosilane and hydrogen, and had an optical band gap of 1.7 eV. Collector electrodes 67, 67 were formed on the transparent conductive films 62, 66 by screen printing silver paste.

【0045】一方、第2の太陽電池70は、発電層にア
モルファスシリコンゲルマニウムを用いた光透過型の薄
膜太陽電池である。この第2の太陽電池70は、図3に
示すように、上記第1の太陽電池60と同様に、ガラス
基板71の上に、透明導電膜72を介して、CVD法に
よりp型の導電層73、i型の導電層74およびn型の
導電層75をこの順に積層し、続いて、その上にスパッ
タリング法により透明導電膜76を形成し、透明導電膜
72,76の上に集電極77,77を形成した構造であ
る。
On the other hand, the second solar cell 70 is a light-transmitting thin-film solar cell using amorphous silicon germanium for the power generation layer. As shown in FIG. 3, the second solar cell 70 has a p-type conductive layer formed on a glass substrate 71 via a transparent conductive film 72 by a CVD method, similarly to the first solar cell 60. 73, an i-type conductive layer 74 and an n-type conductive layer 75 are laminated in this order, and then a transparent conductive film 76 is formed thereon by sputtering, and a collecting electrode 77 is formed on the transparent conductive films 72 and 76. , 77 are formed.

【0046】ここで、p型の導電層73、i型の導電層
74およびn型の導電層75の膜厚は、それぞれ10n
m、300nmおよび15nmである。i型の導電層7
4はモノシラン、ゲルマニウムおよび水素の混合ガスか
ら形成し、その光学的バンドギャップは1.4eVとし
た。
Here, the p-type conductive layer 73, the i-type conductive layer 74, and the n-type conductive layer 75 each have a thickness of 10n.
m, 300 nm and 15 nm. i-type conductive layer 7
No. 4 was formed from a mixed gas of monosilane, germanium and hydrogen, and its optical band gap was 1.4 eV.

【0047】ハイブリッド型パネルの組み立ては以下の
ようにして行った。まず、ガラス板40の上に第1の太
陽電池60、EAV樹脂および透明フィルムを積層し、
真空加熱して、ガラス板40への第1の太陽電池60の
接着を行う。接着の際には、銅箔によって外部への出力
取り出し線を形成する。一方、第2の太陽電池70は、
熱伝導性シリコン樹脂を用いて集熱板30の表面に接着
する。接着の際には、銅箔によって外部への出力取り出
し線を形成する。
The assembly of the hybrid panel was performed as follows. First, the first solar cell 60, the EAV resin, and the transparent film are laminated on the glass plate 40,
The first solar cell 60 is bonded to the glass plate 40 by vacuum heating. In bonding, an output output line to the outside is formed by a copper foil. On the other hand, the second solar cell 70
The heat collecting plate 30 is adhered to the surface of the heat collecting plate 30 using a heat conductive silicon resin. In bonding, an output output line to the outside is formed by a copper foil.

【0048】また、ケース10の底面に断熱材20とし
て厚さ35mmのグラスウールを敷き詰め、その上に、
第2の太陽電池70が接着された集熱板30を設置す
る。その後、第1の太陽電池60が接着されたガラス板
40を、太陽電池60が裏面側を向くようケース10に
取り付ける。2つの太陽電池60,70は、それぞれを
集積化と直列接続によって等しい電圧が生じるようにし
た状態で、並列に接続する。
Further, glass wool having a thickness of 35 mm is spread as a heat insulating material 20 on the bottom surface of the case 10.
The heat collecting plate 30 to which the second solar cell 70 is bonded is installed. Thereafter, the glass plate 40 to which the first solar cell 60 is adhered is attached to the case 10 such that the solar cell 60 faces the back side. The two solar cells 60, 70 are connected in parallel, with each being integrated and connected in series such that an equal voltage is generated.

【0049】作製されたハイブリッド型パネルの性能を
春の晴天日に測定した。パネルの面積は1m2である。
集熱板30には蓄熱槽から初期温度25℃の水を循環さ
せた。測定された性能を比較例の性能と共に表1に示
す。発電効率とパネル温度は正午に測定したものであ
り、蓄熱槽の水温は日没時に測定したものである。
The performance of the produced hybrid panel was measured on a spring sunny day. The area of the panel is 1 m 2 .
Water having an initial temperature of 25 ° C. was circulated from the heat storage tank to the heat collecting plate 30. Table 1 shows the measured performance together with the performance of the comparative example. The power generation efficiency and panel temperature were measured at noon, and the water temperature in the thermal storage tank was measured at sunset.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】表1において、比較例1は、図10に示す
ハイブリッド型パネルであり、太陽電池が集熱板の表面
に密着して取り付けられた構造である。比較例2は、図
11に示すハイブリッド型パネルであり、太陽電池がガ
ラス板の裏面に密着して取り付けられた構造である。比
較例3は、図12に示すハイブリッド型パネルであり、
太陽電池がガラス板の裏面に密着して取り付けられ、且
つその裏面電極が透明導電膜で形成された構造である。
なお、比較例1,2では、太陽電池の裏面電極を反射効
果の高い金属電極としている。
In Table 1, Comparative Example 1 is a hybrid type panel shown in FIG. 10 and has a structure in which a solar cell is attached in close contact with the surface of a heat collecting plate. Comparative Example 2 is a hybrid type panel shown in FIG. 11, and has a structure in which a solar cell is attached in close contact with the back surface of a glass plate. Comparative Example 3 is a hybrid panel shown in FIG.
The solar cell has a structure in which the solar cell is closely attached to the back surface of a glass plate, and the back surface electrode is formed of a transparent conductive film.
In Comparative Examples 1 and 2, the back electrode of the solar cell is a metal electrode having a high reflection effect.

【0052】いずれの比較例においても、太陽電池は積
層型の薄膜太陽電池とし、その構造は本実施態様1に準
じて1層目が光学的バンドキャップが1.7eVのアモ
ルファスシリコン、2層目が光学的バンドキャップが
1.4eVのアモルファスシリコンゲルマニウムからな
るものとした。ただし、1層目と2層目は直列接続され
ている。
In each of the comparative examples, the solar cell was a laminated thin-film solar cell, and the first layer was made of amorphous silicon having an optical band cap of 1.7 eV and the second layer was made according to the first embodiment. Has an optical band cap made of amorphous silicon germanium having 1.4 eV. However, the first layer and the second layer are connected in series.

【0053】比較例1は、太陽電池が集熱板の表面に密
着して取り付けられているため、集熱板の温度が高く、
水温も最も上昇したが、表面のガラス板の透過損失とセ
ル温度上昇のため、発電効率は7.8%と低く、1日の
発電量も371(Wh)と少なかった。
In Comparative Example 1, the temperature of the heat collecting plate was high because the solar cell was closely attached to the surface of the heat collecting plate.
Although the water temperature also rose the most, the power generation efficiency was low at 7.8% due to the transmission loss of the glass plate on the surface and the cell temperature rose, and the daily power generation was as low as 371 (Wh).

【0054】また、比較例2は、太陽電池がガラス板の
裏面に密着して取り付けられているため、発電効率は
8.8%と高いが、1日の発電量は427(Wh)であ
り、本実施形態1に相当する実施例1の443(Wh)
に比べると少なかった。これは、太陽スペクトルが変化
したことによる損失があったこと等が原因と考えられ
る。集熱については、太陽光が太陽電池を透過しないた
めに、集熱板の温度は低く、水温の上昇は最も小さかっ
た。
In Comparative Example 2, the power generation efficiency was as high as 8.8% because the solar cell was attached in close contact with the back surface of the glass plate, but the daily power generation was 427 (Wh). 443 (Wh) of Example 1 corresponding to Embodiment 1
There were few compared with. This is considered to be due to a loss caused by a change in the solar spectrum. Regarding heat collection, the temperature of the heat collecting plate was low and the rise in water temperature was the smallest because sunlight did not pass through the solar cell.

【0055】また、比較例3は、ガラス板の裏面に密着
して取り付けられた太陽電池の裏面電極が透明であるた
め、光を封じ込める効果がなく、発電効率および1日の
発電量は最小(それぞれ7.5%,364(Wh))で
あった。集熱については、比較例2より良好であるもの
の、実施例1に比べると、集熱板の温度が低く、水温の
上昇も小さかった。
In Comparative Example 3, since the back electrode of the solar cell attached in close contact with the back surface of the glass plate was transparent, there was no effect of containing light, and the power generation efficiency and the amount of power generated per day were minimal ( 7.5% and 364 (Wh), respectively. The heat collection was better than Comparative Example 2, but the temperature of the heat collecting plate was lower and the rise in water temperature was smaller than that of Example 1.

【0056】本実施形態1において、第1の太陽電池6
0のバンドキャップを1.7eVに固定し、第2の太陽
電池70のバンドキャップを変えた場合の光電変換効率
を表2に示す。この表2から明らかなように、発電効率
を向上するためには、第1の太陽電池60のバンドキャ
ップと第2の太陽電池70のバンドキャップとの差を
0.3eV以上に設定すればよいことがわかる。
In the first embodiment, the first solar cell 6
Table 2 shows the photoelectric conversion efficiency when the band cap of 0 was fixed at 1.7 eV and the band cap of the second solar cell 70 was changed. As is apparent from Table 2, in order to improve the power generation efficiency, the difference between the band cap of the first solar cell 60 and the band cap of the second solar cell 70 may be set to 0.3 eV or more. You can see that.

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】(実施形態2)図4及び図5は本発明ハイ
ブリッド型パネルの実施形態2を示す。本実施形態2で
は、集熱板30の表面に設けられる第2の太陽電池70
が、実施形態1のものとは異なる。第1の太陽電池60
を含め、その他の構成は、実施形態1と同様であるの
で、同一の符号を付し、具体的な説明については省略す
る。
(Embodiment 2) FIGS. 4 and 5 show Embodiment 2 of the hybrid panel of the present invention. In the second embodiment, the second solar cell 70 provided on the surface of the heat collecting plate 30
However, this is different from that of the first embodiment. First solar cell 60
Since other configurations including the above are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and the detailed description is omitted.

【0059】本実施形態2の第2の太陽電池70は、発
電層にアモルファスシリコンゲルマニウムを用いた光反
射型の薄膜太陽電池であり、且つ集熱板30の表面に直
接形成されている。
The second solar cell 70 of the second embodiment is a light reflection type thin film solar cell using amorphous silicon germanium for the power generation layer, and is formed directly on the surface of the heat collecting plate 30.

【0060】すなわち、この太陽電池70は、図5に示
すように、集熱板30を兼ねる金属基板71’の表面
に、絶縁膜72’として二酸化シリコンを塗布・焼成に
よって形成し、その上に裏面電極として金属膜73’を
スパッタリング法により形成している。そして、金属膜
73’の上には、プラズマCVD法により、n型の導電
層74’、i型の導電層75’およびp型の導電層7
6’をこの順に積層し、その上にスパッタリング法によ
り、反射防止膜を兼ねる透明導電膜77’を形成してい
る。更に、金属膜73’および透明導電膜77’の上に
は、集電極78’,78’を形成してある。そして、表
面を透明樹脂でコーティングし、金属基板71’の裏面
に集熱管31を取り付けることで、集熱板30をも形成
してある。
That is, as shown in FIG. 5, the solar cell 70 is formed by applying and firing silicon dioxide as an insulating film 72 ′ on the surface of a metal substrate 71 ′ also serving as the heat collecting plate 30. A metal film 73 'is formed as a back electrode by a sputtering method. Then, an n-type conductive layer 74 ′, an i-type conductive layer 75 ′, and a p-type conductive layer 7 are formed on the metal film 73 ′ by a plasma CVD method.
6 'are laminated in this order, and a transparent conductive film 77' also serving as an antireflection film is formed thereon by sputtering. Further, collecting electrodes 78 'and 78' are formed on the metal film 73 'and the transparent conductive film 77'. The heat collecting plate 30 is also formed by coating the front surface with a transparent resin and attaching the heat collecting tube 31 to the back surface of the metal substrate 71 '.

【0061】ここで、n型の導電層74’、i型の導電
層75’およびp型の導電層76’の膜厚は、それぞれ
50nm、300nmおよび10nmとした。i型の導
電層75’はモノシラン、ゲルマニウムおよび水素の混
合ガスから形成し、その光学的バンドギャップは1.4
eVとした。反射防止膜を兼ねる透明導電膜77’の屈
折率は1.9、膜厚は100nmとした。このとき、干
渉による反射の最小値は波長770nmに現れることを
確認できた。
Here, the thicknesses of the n-type conductive layer 74 ', the i-type conductive layer 75', and the p-type conductive layer 76 'were 50 nm, 300 nm, and 10 nm, respectively. The i-type conductive layer 75 'is formed from a mixed gas of monosilane, germanium, and hydrogen, and has an optical band gap of 1.4.
eV. The refractive index of the transparent conductive film 77 ′ also serving as an anti-reflection film was 1.9, and the film thickness was 100 nm. At this time, it was confirmed that the minimum value of the reflection due to interference appeared at a wavelength of 770 nm.

【0062】このようにして、作製されたハイブリッド
型パネルの性能を測定したところ、第2の太陽電池70
が集熱板30の上に直接形成されているため、この間の
熱伝導率が良く、実施形態1と比べて集熱効率を向上で
きることを確認できた。
When the performance of the hybrid panel manufactured as described above was measured, the second solar cell 70
Is formed directly on the heat collecting plate 30, the thermal conductivity during this period is good, and it has been confirmed that the heat collecting efficiency can be improved as compared with the first embodiment.

【0063】第2の太陽電池70において反射防止膜を
兼ねる表面の透明導電膜77’は、ここでは、干渉によ
る反射の最小値が波長770nmに現れるように膜厚を
100nmに設定したが、その有効性を明らかにするた
めに、一般の太陽電池と同様、干渉による反射の最小値
が波長550〜600nmに現れるように膜厚を78n
mに設定した場合との比較を行った。
In the second solar cell 70, the thickness of the transparent conductive film 77 ′ on the surface also serving as the anti-reflection film is set to 100 nm so that the minimum value of the reflection due to interference appears at the wavelength of 770 nm. In order to clarify the effectiveness, the film thickness is set to 78 n so that the minimum value of reflection due to interference appears at a wavelength of 550 to 600 nm as in a general solar cell.
The comparison with the case where m was set was performed.

【0064】図9にそれぞれの分光反射率を、第2の太
陽電池70の分光強度と共に示す。透明導電膜77’の
膜厚を100nmとした場合は、膜厚78nmの場合と
比べて、第2の太陽電池70の電流が約3%増加してい
る。これは、第2の太陽電池70の分光感度の最大値が
波長740nm付近にあり、膜厚を100nmとした場
合は、その波長付近で反射が最小値をとるためである。
FIG. 9 shows the respective spectral reflectances together with the spectral intensity of the second solar cell 70. When the film thickness of the transparent conductive film 77 'is 100 nm, the current of the second solar cell 70 is increased by about 3% as compared with the case where the film thickness is 78 nm. This is because the maximum value of the spectral sensitivity of the second solar cell 70 is near the wavelength of 740 nm, and when the film thickness is 100 nm, the reflection takes the minimum value near the wavelength.

【0065】(実施形態3)図6は本発明ハイブリッド
型パネルの実施形態3を示す。本実施形態3では、集熱
板30の表面に設けられる第2の太陽電池70が、単結
晶シリコンのウエハーからなる。この太陽電池70は、
EVA樹脂79を用いて集熱板30の表面にサンドイッ
チ状態で接着されている。酸化チタンからなる反射防止
膜は、干渉による反射の最小値が波長800nmに現れ
るように膜厚を87nmに設定した。第1の太陽電池6
0を含め、他の部分の構成は実施形態1と同様であるの
で、対応する部分に同一の符号を付し、具体的な説明に
ついては省略する。
(Embodiment 3) FIG. 6 shows Embodiment 3 of the hybrid panel of the present invention. In the third embodiment, the second solar cell 70 provided on the surface of the heat collecting plate 30 is formed of a single-crystal silicon wafer. This solar cell 70
It is bonded in a sandwich state to the surface of the heat collecting plate 30 using the EVA resin 79. The thickness of the antireflection film made of titanium oxide was set to 87 nm so that the minimum value of reflection due to interference appeared at a wavelength of 800 nm. First solar cell 6
Since the configuration of other parts, including 0, is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to corresponding parts, and specific description will be omitted.

【0066】作製されたハイブリッド型パネルの性能を
測定したところ、実施形態1に比べると、第1の太陽電
池60が長波長の光まで吸収するため、発電効率を向上
できることが確認できた。
The performance of the produced hybrid panel was measured. As a result, it was confirmed that the first solar cell 60 absorbed long-wavelength light as compared with the first embodiment, so that the power generation efficiency could be improved.

【0067】(実施形態4)図7及び図8は本発明ハイ
ブリッド型パネルの実施形態4を示す。本実施形態4で
は、図7に示すように、複数のハイブリッド型パネル1
00が屋根面に、縦横両方向に並べて設置される。各ハ
イブリッド型パネル100は、図8に示すように、屋根
と一体の構成である。すなわち、屋根を構成する屋根下
地材の一例としての野地板110の上に、表面に第2の
太陽電池70が接着された集熱板30が、ルーフィング
120を介して積層され、野地板110の下に断熱材1
30が設けられている。
(Embodiment 4) FIGS. 7 and 8 show Embodiment 4 of the hybrid panel of the present invention. In the fourth embodiment, as shown in FIG.
00 are arranged on the roof surface in both vertical and horizontal directions. As shown in FIG. 8, each hybrid panel 100 is configured integrally with a roof. That is, the heat collecting plate 30 having the second solar cell 70 adhered to the surface thereof is stacked on the field plate 110 as an example of the roof base material constituting the roof via the roofing 120, and Thermal insulation 1 below
30 are provided.

【0068】集熱板30の上に空気層50を介して配置
され、裏面に第1の太陽電池60が接着されたガラス板
40は、集熱板30と共に枠体80内に保持されてい
る。枠体80は、空気層50に存在する空気が流通する
ように、上部側面と下部側面に開口部を設けた構造にな
っている。流通する空気は、縦方向に並ぶ複数のハイブ
リッド型パネル100内を上から下へ通り、屋根の棟部
に設けたダクト140から屋内に取り入れられる。
The glass plate 40 disposed on the heat collecting plate 30 via the air layer 50 and having the first solar cell 60 adhered to the back surface is held in the frame 80 together with the heat collecting plate 30. . The frame 80 has a structure in which openings are provided on upper and lower side surfaces so that air existing in the air layer 50 flows. The circulating air passes through the inside of the plurality of hybrid panels 100 arranged in the vertical direction from the top to the bottom, and is taken into the room from the duct 140 provided in the roof ridge.

【0069】本実施形態4では、集熱板30に装備され
た集熱管を流れる水や不凍液によって集熱が行われるだ
けでなく、集熱板30とガラス板40の間を流通する空
気によっても集熱が行われるので、熱収集効率を向上で
きる。また、空気による冷却効果によって太陽電池の効
率も向上できる。
In the fourth embodiment, not only heat is collected by the water and the antifreeze flowing through the heat collecting tube provided on the heat collecting plate 30, but also by the air flowing between the heat collecting plate 30 and the glass plate 40. Since heat collection is performed, heat collection efficiency can be improved. In addition, the efficiency of the solar cell can be improved by the cooling effect of air.

【0070】本実施形態4によれば、上記のようなハイ
ブリッド型パネルを屋根部材として備えたソーラー住宅
等の建物を実現できる。このような建物によれば、ハイ
ブリッド型パネルが瓦等の本来の屋根部材を代替するの
で、瓦等が不要になる。また、屋根工事の一環として施
工することが可能になる。
According to the fourth embodiment, a building such as a solar house having the above-mentioned hybrid panel as a roof member can be realized. According to such a building, since the hybrid panel replaces the original roof member such as a tile, the tile or the like becomes unnecessary. Also, it can be constructed as part of roof construction.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上の本発明ハイブリッド型パネルによ
れば、光透過型の第1の太陽電池の裏面側に、空気層を
介して第2の太陽電池を配置し、第2の太陽電池の裏面
側に、太陽電池に接して集熱板を配置しているので、集
熱効率および発電効率の両方を向上できる。このため、
太陽エネルギーの収集効率が高いパネルを実現できる。
According to the hybrid panel of the present invention described above, the second solar cell is disposed on the back side of the light-transmitting first solar cell via an air layer, and the second solar cell Since the heat collecting plate is arranged on the back surface in contact with the solar cell, both the heat collecting efficiency and the power generation efficiency can be improved. For this reason,
A panel with high solar energy collection efficiency can be realized.

【0072】また、特に請求項3記載のハイブリッド型
パネルによれば、第2の太陽電池のバンドギャップが、
第1の太陽電池のバンドギャップより、少なくとも0.
3eV以上狭くなるようにしてあるので、太陽電池全体
としての発電効率を特に高くできる利点がある。
According to the hybrid panel of the third aspect, the band gap of the second solar cell is
From the band gap of the first solar cell, at least 0.
Since the width is narrowed by 3 eV or more, there is an advantage that the power generation efficiency of the entire solar cell can be particularly increased.

【0073】また、特に請求項4記載のハイブリッド型
パネルによれば、2つの太陽電池が、それぞれを集積化
と直列接続によって等しい電圧が生じるようにした状態
で、並列に接続してあるので、2つの太陽電池で発生す
る電流の差に起因する損失が生じないので、その分、発
電効率を高くできる利点がある。
According to the hybrid panel of the present invention, the two solar cells are connected in parallel with each other in a state where the same voltage is generated by integration and series connection. Since there is no loss due to the difference between the currents generated in the two solar cells, there is an advantage that the power generation efficiency can be increased accordingly.

【0074】また、特に請求項6記載のハイブリッド型
パネルによれば、第1の太陽電池の裏面電極の80%以
上の部分が透明導電膜であるので、第2の太陽電池での
発電効率および集熱板での集熱効率を一層向上できる利
点がある。
According to the hybrid type panel of the present invention, since a portion of the back electrode of the first solar cell, which is 80% or more, is a transparent conductive film, the power generation efficiency of the second solar cell and There is an advantage that the heat collecting efficiency of the heat collecting plate can be further improved.

【0075】また、特に請求項8記載のハイブリッド型
パネルによれば、第2の太陽電池が、集熱板の表面に直
接形成されているので、集熱板での集熱効率を一層向上
できる利点がある。
According to the hybrid panel of the present invention, since the second solar cell is formed directly on the surface of the heat collecting plate, the heat collecting efficiency of the heat collecting plate can be further improved. There is.

【0076】また、特に請求項10記載のハイブリッド
型パネルによれば、第2の太陽電池が、干渉による反射
の最小値が波長650〜900nmに現れるように膜厚
が設定された反射防止膜を表面に有するので、その分、
第2の太陽電池での発電効率および集熱板での集熱効率
を一層向上できる利点がある。
According to the hybrid panel of the present invention, the second solar cell preferably includes an antireflection film having a thickness set such that a minimum value of reflection due to interference appears at a wavelength of 650 to 900 nm. Because it has on the surface,
There is an advantage that the power generation efficiency of the second solar cell and the heat collection efficiency of the heat collecting plate can be further improved.

【0077】また、特に請求項11記載のハイブリッド
型パネルによれば、第1の太陽電池と第2の太陽電池と
の間の空気層に存在する空気を流通させているので、そ
の分、総合的な集熱効率を一層向上できる利点がある。
According to the hybrid panel of the present invention, the air existing in the air layer between the first solar cell and the second solar cell is circulated. This has the advantage that the overall heat collection efficiency can be further improved.

【0078】また、本発明のハイブリッド型パネルを備
えた建物によれば、ハイブリッド型パネルが瓦等の本来
の屋根部材を代替するので、瓦等が不要になる。また、
屋根工事の一環として施工できる。このため、ソーラー
住宅としてのトータルコストを大幅に低減できる利点が
ある。
In addition, according to the building having the hybrid panel of the present invention, the hybrid panel replaces the original roof member such as a tile, so that the tile is not required. Also,
Can be constructed as part of roof construction. For this reason, there is an advantage that the total cost as a solar house can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明ハイブリッド型パネルの実施形態1を示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing Embodiment 1 of a hybrid panel of the present invention.

【図2】実施形態1のハイブリッド型パネルに使用され
る第1の太陽電池の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a first solar cell used for the hybrid panel of the first embodiment.

【図3】実施形態1のハイブリッド型パネルに使用され
る第2の太陽電池の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a second solar cell used for the hybrid panel of the first embodiment.

【図4】本発明ハイブリッド型パネルの実施形態2を示
す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing Embodiment 2 of the hybrid panel of the present invention.

【図5】実施形態2のハイブリッド型パネルに使用され
る第2の太陽電池の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a second solar cell used for the hybrid panel of the second embodiment.

【図6】本発明ハイブリッド型パネルの実施形態3を示
す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing Embodiment 3 of the hybrid panel of the present invention.

【図7】本発明のハイブリッド型パネルの実施形態4を
示す、ハイブリッド型パネルの使用状態を示す斜視図。
FIG. 7 is a perspective view showing a hybrid panel according to a fourth embodiment of the present invention, showing a usage state of the hybrid panel.

【図8】本発明のハイブリッド型パネルの実施形態4を
示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing Embodiment 4 of the hybrid panel of the present invention.

【図9】反射防止膜の膜厚と分光反射率との関係を、第
2の太陽電池の分光強度と共に示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the thickness of the antireflection film and the spectral reflectance together with the spectral intensity of the second solar cell.

【図10】ハイブリッド型パネルの従来例を示す断面
図。
FIG. 10 is a sectional view showing a conventional example of a hybrid panel.

【図11】ハイブリッド型パネルの他の従来例を示す断
面図。
FIG. 11 is a sectional view showing another conventional example of a hybrid panel.

【図12】ハイブリッド型パネルの更に他の従来例を示
す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing still another conventional example of a hybrid panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ケース 20 断熱材 30 集熱板 40 ガラス板 50 空気層 60 第1の太陽電池 70 第2の太陽電池 80 枠体 100 ハイブリッド型パネル 110 野地板 120 ルーフィング 130 断熱材 140 ダクト DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case 20 Heat insulating material 30 Heat collecting plate 40 Glass plate 50 Air layer 60 1st solar cell 70 2nd solar cell 80 Frame 100 Hybrid type panel 110 Field plate 120 Roofing 130 Heat insulating material 140 Duct

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/042 H01L 31/04 R (72)発明者 杉田 循 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 藤井 哲 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 加納 正史 茨城県つくば市和台32 積水化学工業株式 会社内 (72)発明者 長谷川 淳 茨城県つくば市和台32 積水化学工業株式 会社内 (72)発明者 近藤 俊裕 茨城県つくば市和台32 積水化学工業株式 会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication H01L 31/042 H01L 31/04 R (72) Inventor Shigeru Sugita 22nd Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka No. 22 Inside Sharp Corporation (72) Inventor Satoshi Fujii 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Sharp Corporation (72) Inventor Masafumi Kano 32 Wadai, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Sekisui Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Hasegawa 32 Wadai, Tsukuba, Ibaraki Prefecture Sekisui Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiro Kondo 32 Wadai, Tsukuba, Ibaraki Sekisui Chemical Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光透過型の第1の太陽電池と、 該第1の太陽電池の裏面側に空気層を介して配置された
第2の太陽電池と、 該第2の太陽電池の裏面側に、該第2の太陽電池に接し
て配置された集熱板とを備えたハイブリッド型パネル。
1. A light-transmitting first solar cell, a second solar cell disposed on the back side of the first solar cell via an air layer, and a back side of the second solar cell. And a heat collecting plate disposed in contact with the second solar cell.
【請求項2】 透明基板の裏面側に、該透明基板との間
に空気層を介して前記集熱板が配置されると共に該集熱
板の裏面側に断熱材が配置され、該透明基板の裏面に前
記第1の太陽電池が配備され、該集熱板の表面に前記第
2の太陽電池が配備された請求項1記載のハイブリッド
型パネル。
2. The transparent substrate, wherein the heat collecting plate is disposed on the back side of the transparent substrate via an air layer between the transparent substrate and a heat insulating material is disposed on the back side of the heat collecting plate. The hybrid panel according to claim 1, wherein the first solar cell is provided on a back surface of the heat collecting plate, and the second solar cell is provided on a surface of the heat collecting plate.
【請求項3】 前記第2の太陽電池のバンドギャップ
が、前記第1の太陽電池のバンドギャップより、少なく
とも0.3eV以上狭い請求項1又は請求項2記載のハ
イブリッド型パネル。
3. The hybrid panel according to claim 1, wherein a band gap of the second solar cell is narrower by at least 0.3 eV than a band gap of the first solar cell.
【請求項4】 前記第1の太陽電池と前記第2の太陽電
池が、それぞれを集積化と直列接続によって等しい電圧
が生じるようにした状態で、並列に接続されている請求
項1〜請求項3のいずれかに記載のハイブリッド型パネ
ル。
4. The first solar cell and the second solar cell are connected in parallel in such a manner that equal voltages are generated by integration and series connection, respectively. 4. The hybrid panel according to any one of 3.
【請求項5】 前記第1の太陽電池が、シリコンを主成
分とする非晶質薄膜太陽電池である請求項1〜請求項4
のいずれかに記載のハイブリッド型パネル。
5. The solar cell according to claim 1, wherein the first solar cell is an amorphous thin-film solar cell containing silicon as a main component.
The hybrid panel according to any one of the above.
【請求項6】 前記第1の太陽電池の裏面電極の80%
以上の部分が透明導電膜である請求項1〜請求項5のい
ずれかに記載のハイブリッド型パネル。
6. 80% of the back electrode of the first solar cell
The hybrid panel according to claim 1, wherein the portion is a transparent conductive film.
【請求項7】 前記第2の太陽電池が、シリコンとゲル
マニウムを主成分とする非晶質薄膜太陽電池、シリコン
を主成分とする結晶質薄膜太陽電池、テルル化カドミウ
ムを主成分とする薄膜太陽電池、又は二セレン化インジ
ウム銅を主成分とする太陽電池である請求項1〜請求項
6のいずれかに記載のハイブリッド型パネル。
7. The second solar cell is an amorphous thin-film solar cell mainly containing silicon and germanium, a crystalline thin-film solar cell mainly containing silicon, and a thin-film solar cell mainly containing cadmium telluride. The hybrid panel according to any one of claims 1 to 6, wherein the hybrid panel is a battery or a solar cell mainly containing indium copper diselenide.
【請求項8】 前記第2の太陽電池が、前記集熱板の表
面に直接形成されている請求項1〜請求項7のいずれか
に記載のハイブリッド型パネル。
8. The hybrid panel according to claim 1, wherein the second solar cell is formed directly on a surface of the heat collecting plate.
【請求項9】 前記第2の太陽電池が、シリコンを主成
分とする結晶ウエハー太陽電池である請求項1〜請求項
6のいずれかに記載のハイブリッド型パネル。
9. The hybrid panel according to claim 1, wherein the second solar cell is a crystal wafer solar cell containing silicon as a main component.
【請求項10】 前記第2の太陽電池が、干渉による反
射の最小値が波長650〜900nmに現れるように膜
厚が設定された反射防止膜を表面にもつ請求項1〜請求
項9のいずれかに記載のハイブリッド型パネル。
10. The second solar cell according to claim 1, wherein an antireflection film having a thickness set such that a minimum value of reflection due to interference appears at a wavelength of 650 to 900 nm. A hybrid panel as described in Crab.
【請求項11】 前記第1の太陽電池と前記第2の太陽
電池との間の空気層に存在する空気を流通させる請求項
1〜請求項10のいずれかに記載のハイブリッド型パネ
ル。
11. The hybrid panel according to claim 1, wherein air existing in an air layer between said first solar cell and said second solar cell is circulated.
【請求項12】 請求項1〜請求項11のいずれかに記
載のハイブリッド型パネルを屋根下地材上に設置したハ
イブリッド型パネルを備えた建物。
12. A building provided with a hybrid panel in which the hybrid panel according to claim 1 is installed on a roof base material.
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