JPWO2012124465A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2012124465A1 JPWO2012124465A1 JP2013504637A JP2013504637A JPWO2012124465A1 JP WO2012124465 A1 JPWO2012124465 A1 JP WO2012124465A1 JP 2013504637 A JP2013504637 A JP 2013504637A JP 2013504637 A JP2013504637 A JP 2013504637A JP WO2012124465 A1 JPWO2012124465 A1 JP WO2012124465A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- interface
- cell module
- light
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 23
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
改善された光電変換効率を有する太陽電池モジュールを提供する。太陽電池モジュール１は、両面受光型の太陽電池１０と、透光性部材１５と、耐候性部材１４と、充填材層１３とを備えている。充填材層１３は、屈折率が互いに異なる少なくとも２つの媒質１３ｂ、１３ｃを含む。少なくとも２つの媒質１３ｂ、１３ｃにより、太陽電池１０の非存在領域に位置する界面２２，２３が構成されている。界面２２，２３は、太陽電池モジュール１に対して垂直な方向ｚに沿って界面２２，２３に入射した光の少なくとも一部が太陽電池１０の裏面１０ｂに導かれるように構成されている。
Description
本発明は、複数の太陽電池を有する太陽電池モジュールに関する。
特許文献１には、図９に示す太陽電池モジュール１００が開示されている。太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池１０１を備えている。複数の太陽電池１０１の受光面側には、透光性基板１０２が配されている。複数の太陽電池１０１の裏面側には、バックシート１０３が配されている。バックシート１０３と透光性基板１０２との間には、樹脂封止層１０４が充填されている。隣接する太陽電池１０１間の隙間部分において、透光性基板１０２と樹脂封止層１０４との間には、樹脂封止層１０４よりも屈折率が低い低屈折層１０５が設けられている。低屈折層１０５は、バックシート１０３側に向かって凸状である。
特許文献１には、この低屈折層１０５を設けることにより、隣り合う太陽電池１０１間に入射した光を太陽電池１０１の受光面１０１ａに導くことができるため、発電効率を高めることができる旨が記載されている。
近年、太陽電池モジュールのさらなる光電変換効率の向上が望まれている。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、改善された光電変換効率を有する太陽電池モジュールを提供することにある。
本発明に係る太陽電池モジュールは、両面受光型の太陽電池と、透光性部材と、耐候性部材と、充填材層とを備えている。透光性部材は、太陽電池の受光面側に配されている。耐候性部材は、太陽電池の裏面側に配されている。充填材層は、透光性部材と耐候性部材との間に配されている。充填材層は、屈折率が互いに異なる少なくとも２つの媒質を含む。少なくとも２つの媒質により、太陽電池の非存在領域に位置する界面が構成されている。界面は、太陽電池モジュールに対して垂直な方向に沿って界面に入射した光の少なくとも一部が太陽電池の裏面に導かれるように構成されている。
本発明によれば、改善された光電変換効率を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。
太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池ストリング２を備えている。複数の太陽電池ストリング２は、一の方向（ｘ方向）に沿って相互に間隔をおいて配列されている。太陽電池ストリング２は、複数の太陽電池１０を有する。太陽電池ストリング２において、複数の太陽電池１０は、一の方向（ｘ方向）に対して垂直な他の方向（ｙ方向）に沿って相互に間隔をおいて配列されている。このため、太陽電池モジュール１においては、複数の太陽電池１０は、ｘ方向及びｙ方向に沿ってマトリクス状に配されている。太陽電池ストリング２を構成している複数の太陽電池１０は、配線材１１によって互いに電気的に接続されている。なお、配線材１１と太陽電池１０とは、例えば、樹脂接着剤や半田により接着することができる。
太陽電池１０は、受光面１０ａと裏面１０ｂとを有する。ここでは、光Ｌが直接入射する側の主面を受光面１０ａとしており、他方の主面を裏面１０ｂとしているが、太陽電池１０は、受光面１０ａ及び裏面１０ｂのいずれにおいて受光したときにも発電する。すなわち、太陽電池１０は、両面受光型の太陽電池である。
太陽電池１０は、両主面のいずれにおいて受光したときにも発電する両面受光型の太陽電池である限りにおいて特に限定されない。太陽電池１０は、例えば、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池等により構成することができる。
複数の太陽電池１０の受光面側（ｚ１側）には、透光性部材１５が配されている。一方、複数の太陽電池１０の裏面側（ｚ２側）には、耐候性部材１４が配されている。透光性部材１５と耐候性部材１４との間には、充填材層１３が設けられている。複数の太陽電池１０は、この充填材層１３中に封止されている。充填材層１３と、透光性部材１５とは、太陽電池１０の発電に寄与する波長の光を透過させる。耐候性部材１４の少なくとも太陽電池１０と反対側に配される側は、外部環境に対する耐候性を有する。また、耐候性部材１４の少なくとも太陽電池１０側に配される側は、太陽電池１０の発電に寄与する波長の光を反射する。
透光性部材１５及び耐候性部材１４の構成材料は、特に限定されない。透光性部材１５は、例えば、透光性を有するガラス板やプラスチック板により構成することができる。一方、耐候性部材１４は、少なくとも太陽電池１０側に配される側の面が反射性を有するように構成されている。例えば、耐候性部材１４は、太陽電池１０と反対側に配される側から順に、耐候性フィルム、反射層、透光性フィルムの積層構造を有する。或いは耐候性部材１４は、耐候性フィルム、反射層の積層構造を有する。反射層は、金属や合金材料、或いは白色樹脂フィルム等の反射性部材により構成することができる。また、耐候性フィルムと反射層との間、反射層と透光性フィルムとの間には、接着層を設けてもよい。また、耐候性、反射層、透光性フィルムは、単層構造であってもよいし積層構造であってもよい。
充填材層１３は、少なくとも２つの媒質を有する。具体的には、本実施形態では、充填材層１３は、第１〜第３の媒質１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有する。第１の媒質１３ａは、太陽電池モジュール１の厚み方向（ｚ方向）における太陽電池１０と透光性部材１５との間に設けられている。
第２の媒質１３ｂは、太陽電池１０と耐候性部材１４との間に設けられている。
第３の媒質１３ｃは、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０の間、すなわち太陽電池１０の非存在領域に配されている。第３の媒質１３ｃは、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０間の全域に設けられている。また、第３の媒質１３ｃは、ｙ方向に延びるように配されている。なお、本発明において第３の媒質１３ｃは、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０間の少なくとも一部に設けられていればよい。
第３の媒質１３ｃの透光性部材１５側の面が存在する平面は、透光性部材１５の太陽電池１０側の面が存在する平面より、太陽電池１０の受光面１０ａが存在する平面に近い位置にある。図２の例では、第３の媒質１３ｃの透光性部材１５側の面は、太陽電池１０の受光面１０ａとほぼ面一である。
第３の媒質１３ｃは、ｘ方向に沿う幅が、透光性部材１５側で幅広にされ、耐候性部材１４側で幅狭にされ、傾斜面を有している。傾斜面は、太陽電池１０の裏面１０ｂよりも耐候性部材１４側（ｚ２側）に延びている。図２では、第３の媒質１３ｃのｘ方向及びｚ方向に沿った断面の形状は、底角が面取りされた三角形である。
第１の媒質１３ａと、第３の媒質１３ｃとは、ｘ方向において隣接する太陽電池１０間に位置している第１の界面２１を構成している。第１の界面２１は、略平面状である。第１の界面２１は、太陽電池１０の受光面１０ａと略平行である。
第３の媒質１３ｃと第２の媒質１３ｂとは、ｘ方向において隣接する太陽電池１０間に第２及び第３の界面２２，２３を構成している。第２の界面２２は、相対的にｘ方向の一方側（ｘ１側）に位置しており、第３の界面２３は、相対的にｘ方向の他方側（ｘ２側）に位置している。第２の界面２２は、太陽電池１０から離れるに従って（ｘ２側に向かって）裏面１０ｂよりも耐候性部材１４側（ｚ２側）に延びている。第２の界面２２のｘ２側端部は、耐候性部材１４に至っている。第３の界面２３は、太陽電池１０から離れるに従って（ｘ１側に向かって）裏面１０ｂよりも耐候性部材１４側（ｚ２側）に延びている。第３の界面２３のｘ１側端部は、耐候性部材１４に至っている。第２及び第３の界面２２，２３のそれぞれは、略平面状である。
ここで、
第１の媒質１３ａの屈折率：ｎ１３ａ、
第２の媒質１３ｂの屈折率：ｎ１３ｂ、
第３の媒質１３ｃの屈折率：ｎ１３ｃ、
とすると、
太陽電池モジュール１は、ｎ１３ｂ＞ｎ１３ｃを満たす。ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ｂ−ｎ１３ｃ）は、０．０５以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましい。ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ｂ−ｎ１３ｃ）の最大値は、特に限定されないが、例えば、０．５とすることができる。なお、ｎ１３ａは、特に限定されず、ｎ１３ｃ以下であってもよいし、ｎ１３ｃとｎ１３ｂとの間であってもよいし、ｎ１３ｂ以上であってもよい。
第１の媒質１３ａの屈折率：ｎ１３ａ、
第２の媒質１３ｂの屈折率：ｎ１３ｂ、
第３の媒質１３ｃの屈折率：ｎ１３ｃ、
とすると、
太陽電池モジュール１は、ｎ１３ｂ＞ｎ１３ｃを満たす。ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ｂ−ｎ１３ｃ）は、０．０５以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましい。ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ｂ−ｎ１３ｃ）の最大値は、特に限定されないが、例えば、０．５とすることができる。なお、ｎ１３ａは、特に限定されず、ｎ１３ｃ以下であってもよいし、ｎ１３ｃとｎ１３ｂとの間であってもよいし、ｎ１３ｂ以上であってもよい。
屈折率の値は、太陽電池１０が吸収できる波長であればどの波長における値を用いても良いが、例えばナトリウムランプの単色光（波長５８９．３ｎｍ）で測定した値を用いることができる。
屈折率が、１．４９〜１．５３である材料の具体例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。屈折率が、１．５２〜１．６０である材料の具体例としては、ポリエチレン系の樹脂等が挙げられる。屈折率が、１．４７〜１．５２である材料の具体例としては、ポリプロピレン系の樹脂等が挙げられる。屈折率が、１．４８〜１．５２である材料の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル系の樹脂等が挙げられる。屈折率が、１．４６〜１．５０である材料の具体例としては、ポリビニルブチラール系の樹脂等が挙げられる。屈折率が、１．３８〜１．４２である材料の具体例としては、ポリジメチルシロキサン系の樹脂等が挙げられる。屈折率が１．４３〜２．１である材料の具体例としては、ガラスが挙げられる。
第１〜第３の媒質１３ａ〜１３ｃのそれぞれの構成材料は、例えば、ｎ１３ｂ＞ｎ１３ｃを満たすように、上記の材料から適宜選択することができる。
このように、本実施形態では、ｎ１３ｂ＞ｎ１３ｃとされている。このため、太陽電池モジュール１に垂直に（ｚ方向に）入射する光Ｌは、第２の界面２２により、太陽電池１０側（ｘ１側）に屈折し、耐候性部材１４側で反射され、太陽電池１０の裏面１０ｂに入射する。また、光Ｌは、第３の界面２３により、太陽電池１０側（ｘ２側）に屈折し、耐候性部材１４側で反射され、太陽電池１０の裏面１０ｂに入射する。すなわち、本実施形態においては、隣り合う太陽電池１０間の隙間に入射した光Ｌの少なくとも一部が、太陽電池１０の裏面１０ｂに導かれるように、第２及び第３の界面２２，２３が設けられている。
ところで、ｘ方向において隣接する太陽電池間に入射する光を発電に寄与させる方法としては、例えば上記特許文献１に記載のように、太陽電池間に入射した光を屈折及び反射させることにより太陽電池の受光面に導光する方法が挙げられる。しかしながら、太陽電池の受光面に導光するためには、少なくとも２回反射させる必要がある。このため、隣り合う太陽電池間に入射した光が受光面に到達するまでの充填材層中の光路長が長くなる。よって、充填材層による光吸収に起因して、太陽電池への集光ロスが多くなる。その結果、光電変換効率を十分に向上することが困難である。
それに対して本実施形態では、第２及び第３の界面２２，２３は、太陽電池モジュール１に対して垂直な方向（ｚ方向）に沿って界面２２，２３に入射した光Ｌの少なくとも一部が裏面１０ｂに導かれるように設けられている。このため、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０間に入射した光Ｌが太陽電池１０に到達するまでの充填材層１３中の光路長を短くすることができる。よって、充填材層１３の光吸収による太陽電池１０への集光ロスを低減することができる。従って、改善された光電変換効率を有する太陽電池モジュール１を実現することができる。
また、ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの比（ｎ１３ｂ／ｎ１３ｃ）が１．１５以上である場合は、垂直入射光Ｌに対する第２及び第３の界面２２，２３による屈折力を大きくできるため、第２及び第３の界面２２，２３のｘ方向に対する傾斜角を小さくすることができる。よって、太陽電池１０と耐候性部材１４との間の距離を短くし得る。従って、太陽電池モジュール１を薄型化し得る。太陽電池モジュール１をより薄型化する観点からは、ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの比（ｎ１３ｂ／ｎ１３ｃ）は、１．２０以上であることが好ましい。
第１の界面２１は、透光性部材１５と略平行である。このため、垂直入射光Ｌは、第１の界面２１に略垂直に入射する。このため、屈折率ｎ１３ａ、ｎ１３ｂに関わらず、第１の界面２１により垂直入射光Ｌは実質的に屈折しない。
太陽電池モジュール１は、例えば、下記の要領で製造することができる。まず、図３に示すように、透光性部材１５の上に、第１の媒質１３ａを構成するための樹脂シート３１を配置する。次に、樹脂シート３１の上に、複数の太陽電池ストリング２と、第３の媒質１３ｃを構成するための柱状部材３２とを配置する。次に、複数の太陽電池ストリング２と柱状部材３２との上に、第２の媒質１３ｂを構成するための樹脂シート３３を配置する。最後に、樹脂シート３３の上に、耐候性部材１４を配置する。これにより、透光性部材１５、樹脂シート３１、複数の太陽電池ストリング２、柱状部材３２、樹脂シート３３及び耐候性部材１４の積層体３０を作製する。
この積層体３０を減圧雰囲気中において、加熱圧着してラミネートすることにより太陽電池モジュール１を完成させることができる。
ここで、柱状部材３２を、積層体３０の加熱圧着時の温度（例えば、約１５０℃）におけるメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）が樹脂シート３１，３３よりも低いものとしておく。具体的には、柱状部材３２を、樹脂シート３１，３２より融点が高く、加熱圧着により実質的に変形しないようなものとしておく。例えば、柱状部材３２をガラス製としてもよい。これにより、略三角柱状の第３の媒質１３ｃを有する太陽電池モジュール１を得ることができる。
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
図４は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
第１の実施形態では、第２及び第３の界面２２，２３のそれぞれが平面状である例について説明したが、第２及び第３の界面２２，２３のそれぞれは、例えば、曲面状であってもよい。第２の実施形態では、具体的には、第２及び第３の界面２２，２３のそれぞれは、透光性部材１５側（ｚ１側）に向かって突出する曲面状とされている。また、第２及び第３の界面２２，２３は、耐候性部材１４側（ｚ２側）に向かって突出する曲面状であってもよい。これらの場合であっても、第１の実施形態と同様に、ｘ方向において隣接する太陽電池１０間に入射した入射光Ｌを効率的に裏面１０ｂに導くことができる。従って、改善された光電変換効率を得ることができる。
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
図５は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
第３の実施形態では、ｘ方向において、太陽電池１０の裏面１０ｂと耐候性部材１４との間に、第２の媒質１３ｂ及び第３の媒質１３ｃに加えて、複数の第４の媒質１３ｄが設けられている。複数の第４の媒質１３ｄは、太陽電池１０の裏面１０ｂと耐候性部材１４との間に配されている。複数の第４の媒質１３ｄのそれぞれは、ｙ方向に沿って延びる三角柱状である。第４の媒質１３ｄの屈折率ｎ１３ｄは、特に限定されず、第２の媒質１３ｂの屈折率ｎ１３ｂと同じであってもよし、ｎ１３ｂよりも大きくてもよいし、ｎ１３ｂよりも小さくてもよい。
第３の実施形態のように、充填材層にさらなる媒質が設けられており、さらなる界面が構成されている場合であっても、第１の実施形態と同様に、ｘ方向において隣接する太陽電池１０間に入射した垂直入射光Ｌを効率的に裏面１０ｂに導くことができる。従って、改善された光電変換効率を得ることができる。
第３の実施形態に係る太陽電池モジュールは、例えば、以下の要領で製造することができる。まず、図６に示すように、透光性部材１５の上に、第１の媒質１３ａを構成するための樹脂シート３１を配置する。次に、樹脂シート３１の上に、複数の太陽電池ストリング２を配置する。次に、複数の太陽電池ストリング２の上に、第３の媒質１３ｃと複数の第４の媒質１３ｄとを構成するための樹脂シート３４を配置する。次に、樹脂シート３４の上に、第２の媒質１３ｂを構成するための部材３５を配置する。この部材３５は、加熱圧着時におけるＭＦＲが低い部材である。次に、部材３５の上に、部材３５と耐候性部材１４とを接着するための樹脂シート３６を配置し、最後に、樹脂シート３６の上に耐候性部材１４を配置し、積層体３０を完成させる。そして、この積層体３０を減圧雰囲気中において、加熱圧着してラミネートすることにより、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールを完成させることができる。
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
図７は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
第４の実施形態に係る太陽電池モジュール４は、第３の媒質１３ｃが太陽電池１０の裏面１０ｂよりも透光性部材１５側に配されている点で、第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１と異なる。
第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第３の媒質１３ｃは、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０の間において、第１の媒質１３ａと第２の媒質１３ｂとの間の少なくとも一部に配されている。図７の例では、第３の媒質１３ｃは、ｘ方向において隣り合う太陽電池１０間の全域に設けられている。第３の媒質１３ｃの耐候性部材１４側（ｚ２側）表面は、太陽電池１０の裏面１０ｂと略面一である。第３の媒質１３ｃは、太陽電池１０の裏面１０ｂよりも透光性部材１５側（ｚ１側）に延びている。第３の媒質１３ｃのｘ方向及びｚ方向に沿った断面の形状は、底角が面取りされた三角形である。
第４の実施形態では、第２の媒質１３ｂと第３の媒質１３ｃとによって、透光性部材１５と略平行な第１の界面２１が構成されている。第３の媒質１３ｃと第１の媒質１３ａとは、ｘ方向において隣接する太陽電池１０間、すなわち太陽電池１０の非存在領域に位置している第２及び第３の界面２２，２３を構成している。第２の界面２２は、相対的にｘ方向の一方側（ｘ１側）に位置しており、第３の界面２３は、相対的にｘ方向の他方側（ｘ２側）に位置している。第２の界面２２は、太陽電池１０から離れるに従って（ｘ２側に向かって）受光面１０ａよりも透光性部材１５側（ｚ１側）に延びている。第２の界面２２のｘ２側端部は、透光性部材１５に至っている。第３の界面２３は、太陽電池１０から離れるに従って（ｘ１側に向かって）受光面１０ａよりも透光性部材１５側（ｚ１側）に延びている。第３の界面２３のｘ１側端部は、透光性部材１５に至っている。第２及び第３の界面２２，２３のそれぞれは、略平面状であるがこれに限るものではない。
第４の実施形態では、ｎ１３ｃ＜ｎ１３ａを満たす。ｎ１３aとｎ１３cとの差（ｎ１３ａ−ｎ１３ｃ）は、０．０５以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましい。ｎ１３aとｎ１３cとの差（ｎ１３a−ｎ１３c）の最大値は、特に限定されないが、例えば、０．５とすることができる。また、ｎ１３aとｎ１３cとの比（ｎ１３ａ／ｎ１３ｃ）は１．０５以上が好ましく、１．１５以上がより好ましい。なお、ｎ１３aとｎ１３cとの比（ｎ１３ａ／ｎ１３ｃ）の上限は特に限定されるものではないが、たとえば１．５０である。なお、ｎ１３ｂは、特に限定されず、ｎ１３ａ以下であってもよいし、ｎ１３ａとｎ１３ｃとの間であってもよいし、ｎ１３ｃ以上であってもよい。
このように、本実施形態では、第２及び第３の界面２２，２３のそれぞれが太陽電池１０から離れるに従って受光面１０ａよりも透光性部材１５側に向かって延びており、かつ、ｎ１３ｃ＜ｎ１３ａとされている。このため、太陽電池モジュール１への垂直入射光Ｌは、第２の界面２２により、太陽電池１０側（ｘ１側）に屈折し、耐候性部材１４側で反射され、太陽電池１０の裏面１０ｂに入射する。また、光Ｌは、第３の界面２３により、太陽電池１０側（ｘ２側）に屈折し、耐候性部材１４側で反射され、太陽電池１０の裏面１０ｂに入射する。すなわち、本実施形態においては、太陽電池モジュール１に対して垂直な方向（ｚ方向）から第２及び第３の界面２２，２３に入射した光Ｌの少なくとも一部が裏面１０ｂに導かれるように、第２及び第３の界面２２，２３が設けられている。
従って、第４の実施形態に係る太陽電池モジュール４も、第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様に、優れた光電変換効率を有する。
また、ｎ１３ａとｎ１３ｃとの比（ｎ１３ａ／ｎ１３ｃ）が１．１５以上である場合は、垂直入射光Ｌに対する第２及び第３の界面２２，２３による屈折力を大きくできるため、第２及び第３の界面２２，２３のｘ方向に対する傾斜角を小さくすることができる。従って、太陽電池モジュール４を薄型化し得る。太陽電池モジュール４をより薄型化する観点からは、ｎ１３ａとｎ１３ｃとの比（ｎ１３ａ／ｎ１３ｃ）は、１．２０以上であることが好ましい。
太陽電池モジュール４は、柱状部材３２の向きが１８０°異なる以外は、図３に示す積層体３０と同様の積層体を減圧雰囲気中において、加熱圧着してラミネートすることにより太陽電池モジュール４を完成させることができる。
（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
図８は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。
第５の実施形態に係る太陽電池モジュール５は、第３の媒質１３ｃの形状を除いては、第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１と実質的に同様の構成を有する。
太陽電池モジュール５では、第３の媒質１３ｃは、ｘ方向に対向する一対の角部が面取りされた四角柱状である。第３の媒質１３ｃと第２の媒質１３ｂとにより、第２及び第３の界面２２，２３が構成されている。一方、第３の媒質１３ｃと第１の媒質１３ａとにより、第４及び第５の界面２４，２５が構成されている。第４の界面２４は、相対的にｘ方向の一方側（ｘ１側）に位置しており、第５の界面２５は、相対的にｘ方向の他方側（ｘ２側）に位置している。第４の界面２４は、太陽電池１０から離れるに従って（ｘ２側に向かって）受光面側（ｚ１側）に延びている。第４の界面２４のｘ２側端部は、透光性部材１５に至っている。第５の界面２５は、太陽電池１０から離れるに従って（ｘ１側に向かって）受光面側（ｚ１側）に延びている。第５の界面２５のｘ１側端部は、透光性部材１５に至っている。第４及び第５の界面２４，２５のそれぞれは、略平面状である。
第５の実施形態では、ｎ１３ｂ＞ｎ１３ｃ＜ｎ１３ａを満たす。ｎ１３ａとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ａ−ｎ１３ｃ）は、０．０５以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましい。ｎ１３ａとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ａ−ｎ１３ｃ）の最大値は、特に限定されないが、例えば、０．５とすることができる。同様に、ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ｂ−ｎ１３ｃ）は、０．０５以上であることが好ましく、０．１５以上であることがより好ましい。ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの差（ｎ１３ｂ−ｎ１３ｃ）の最大値は、特に限定されないが、例えば、０．５とすることができる。
また、ｎ１３aとｎ１３cとの比（ｎ１３ａ／ｎ１３ｃ）は１．０５以上が好ましく、１．１５以上がより好ましい。なお、ｎ１３aとｎ１３cとの比（ｎ１３ａ／ｎ１３ｃ）の上限は特に限定されるものではないが、たとえば１．５０である。
また、ｎ１３bとｎ１３cとの比（ｎ１３b／ｎ１３ｃ）は１．０５以上が好ましく、１．１５以上がより好ましい。なお、ｎ１３bとｎ１３cとの比（ｎ１３b／ｎ１３ｃ）の上限は特に限定されるものではないが、たとえば１．５０である。
第５の実施形態においても、太陽電池モジュール１に対して垂直な方向（ｚ方向）から第４及び第５の界面２４，２５に入射した光Ｌの少なくとも一部が裏面１０ｂに導かれるように、第２〜第５の界面２２〜２５が構成されている。従って、第５の実施形態に係る太陽電池モジュール５も、第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１と同様に、改善された光電変換効率を有する。
また、ｎ１３aとｎ１３ａとの比（ｎ１３ｃ／ｎ１３ａ）が１．１５以上であり、ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの比（ｎ１３ｂ／ｎ１３ｃ）が１．２０以上である場合は、垂直入射光Ｌに対する第２〜第５の界面２２〜２５による屈折力を大きくできるため、第２〜第５の界面２２〜２５のｘ方向に対する傾斜角を小さくすることができる。従って、太陽電池モジュール５を薄型化し得る。太陽電池モジュール４をより薄型化する観点からは、ｎ１３ｃとｎ１３ａとの比（ｎ１３ｃ／ｎ１３ａ）が１．１５以上であり、ｎ１３ｂとｎ１３ｃとの比（ｎ１３ｂ／ｎ１３ｃ）が１．２０以上であることが好ましい。
本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。例えば、太陽電池ストリング２の配列方向であるｙ方向に隣接する太陽電池間にも、ｙ方向に隣接する太陽電池間に入射する垂直入射光を太陽電池の裏面に導く界面を設けてもよい。また、充填材層１３は、２つの媒質または４つ以上の媒質により構成されていてもよい。また、太陽電池１０の平面形状は、４つの角部のそれぞれが面取り状またはＲ面取り状である矩形状であってもよい。また、太陽電池１０は、裏面接合型の太陽電池であってもよい。以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
１，４，５…太陽電池モジュール
１０…太陽電池
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１３…充填材層
１３ａ…第１の媒質
１３ｂ…第２の媒質
１３ｃ…第３の媒質
１３ｄ…第４の媒質
１４…耐候性部材
１５…透光性部材
２１…第１の界面
２２…第２の界面
２３…第３の界面
２４…第４の界面
２５…第５の界面
１０…太陽電池
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１３…充填材層
１３ａ…第１の媒質
１３ｂ…第２の媒質
１３ｃ…第３の媒質
１３ｄ…第４の媒質
１４…耐候性部材
１５…透光性部材
２１…第１の界面
２２…第２の界面
２３…第３の界面
２４…第４の界面
２５…第５の界面
Claims (6)
- 両面受光型の太陽電池と、
前記太陽電池の受光面側に配された透光性部材と、
前記太陽電池の裏面側に配された耐候性部材と、
前記透光性部材と前記耐候性部材との間に配された充填材層と、
を備え、
前記充填材層は、屈折率が互いに異なる少なくとも２つの媒質を含み、
前記少なくとも２つの媒質により、前記太陽電池の非存在領域に位置する界面が構成されており、
前記界面は、太陽電池モジュールに対して垂直な方向に沿って前記界面に入射した光の少なくとも一部が前記太陽電池の前記裏面に導かれるように構成されている、太陽電池モジュール。 - 前記界面は、前記太陽電池から離れるに従って前記太陽電池の裏面よりも前記耐候性部材側に向かって延び、
前記界面の前記耐候性部材側に位置している媒質は、前記界面の前記透光性部材側に位置している媒質よりも高い屈折率を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記界面は、前記太陽電池から離れるに従って前記太陽電池の前記受光面よりも前記透光性部材側に向かって延び、
前記界面の前記耐候性部材側に位置している媒質は、前記界面の前記透光性部材側に位置している媒質よりも低い屈折率を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記界面は、
前記太陽電池から離れるに従って前記太陽電池の前記裏面より前記耐候性部材側に向かって延びる第１の界面と、
前記太陽電池から離れるに従って前記太陽電池の前記受光面より前記透光性部材側に向かって延びる第２の界面と、
を含み、
前記第１の界面の前記耐候性部材側に位置している媒質は、前記第１の界面の前記透光性部材側に位置している媒質よりも高い屈折率を有し、
前記第２の界面の前記透光性部側に位置している媒質は、前記第２の界面の前記耐候性部材側に位置している媒質よりも高い屈折率を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記界面を構成している２つの媒質の屈折率差が１．０５以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記耐候性部材は、光を反射させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013504637A JP5891381B2 (ja) | 2011-03-16 | 2012-02-28 | 太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011058332 | 2011-03-16 | ||
| JP2011058332 | 2011-03-16 | ||
| JP2013504637A JP5891381B2 (ja) | 2011-03-16 | 2012-02-28 | 太陽電池モジュール |
| PCT/JP2012/054894 WO2012124465A1 (ja) | 2011-03-16 | 2012-02-28 | 太陽電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2012124465A1 true JPWO2012124465A1 (ja) | 2014-07-17 |
| JP5891381B2 JP5891381B2 (ja) | 2016-03-23 |
Family
ID=46830541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013504637A Expired - Fee Related JP5891381B2 (ja) | 2011-03-16 | 2012-02-28 | 太陽電池モジュール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9105784B2 (ja) |
| JP (1) | JP5891381B2 (ja) |
| WO (1) | WO2012124465A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6146627B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2017-06-14 | 大日本印刷株式会社 | 太陽電池モジュール |
| KR20140114528A (ko) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | 현대중공업 주식회사 | 반사체를 구비한 태양전지 모듈 |
| WO2015145925A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池モジュール |
| JP2015233096A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 日立化成株式会社 | 太陽電池ユニット及び太陽電池ユニットの製造方法 |
| CN109841700A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 苏州赛伍应用技术股份有限公司 | 一种功能板及具有该功能板的光伏电池组件 |
| US10951160B2 (en) | 2017-11-29 | 2021-03-16 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus for increasing energy yield in bifacial photovoltaic modules |
| US20230378403A1 (en) * | 2020-10-20 | 2023-11-23 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Surface-emitting device, display device, sealing member sheet for surface-emitting device, and method for producing surface-emitting device |
| CN112885918A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-06-01 | 安徽秦能光电有限公司 | 一种屋顶光伏组件 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3670835B2 (ja) * | 1998-04-22 | 2005-07-13 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
| JP4404753B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2010-01-27 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
| TWI430462B (zh) * | 2008-12-12 | 2014-03-11 | Ind Tech Res Inst | 封裝材料、矽晶太陽光電模組及薄膜太陽光電模組 |
| CN102318079A (zh) * | 2009-02-16 | 2012-01-11 | 三菱电机株式会社 | 太阳能电池模块 |
| JP2011029273A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池モジュール |
| JP5590965B2 (ja) * | 2010-05-24 | 2014-09-17 | 三菱電機株式会社 | 光起電力素子モジュールおよびその製造方法 |
| TWI445194B (zh) * | 2010-12-06 | 2014-07-11 | Ind Tech Res Inst | 太陽光電模組封裝結構及其製造方法 |
-
2012
- 2012-02-28 WO PCT/JP2012/054894 patent/WO2012124465A1/ja active Application Filing
- 2012-02-28 JP JP2013504637A patent/JP5891381B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-09-13 US US14/026,288 patent/US9105784B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012124465A1 (ja) | 2012-09-20 |
| JP5891381B2 (ja) | 2016-03-23 |
| US20140014160A1 (en) | 2014-01-16 |
| US9105784B2 (en) | 2015-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5891381B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| TWI484649B (zh) | 太陽能模組與其製造方法 | |
| US8021909B2 (en) | Method for making a planar concentrating solar cell assembly with silicon quantum dots | |
| JP2013098496A (ja) | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 | |
| JP5999571B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JPWO2018150905A1 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP5929578B2 (ja) | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール集合体 | |
| JP6146627B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP6207255B2 (ja) | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 | |
| JP4924724B2 (ja) | 太陽電池パネル | |
| KR102518579B1 (ko) | 투명층과 태양전지리본의 순차적 적층 구조를 갖는 태양광 발전패널과 그 제조 방법 | |
| TW201444105A (zh) | 太陽能模組 | |
| WO2016047054A1 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP5838321B2 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
| JP5729086B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP2013115216A (ja) | 太陽電池裏面シート及び太陽電池モジュール | |
| JP6086778B2 (ja) | 太陽電池用プリズム部材および太陽電池モジュール | |
| JP5927560B2 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
| JP2014036044A (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP2014179513A (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| JP2013038416A (ja) | 立体型の太陽電池モジュール | |
| JP2006041168A (ja) | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 | |
| JP6086779B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JP2017135244A (ja) | 太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム | |
| WO2013065105A1 (ja) | 光起電力モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150106 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20150224 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150714 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150827 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151006 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151104 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5891381 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |