WO2012070533A1 - 太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置 - Google Patents

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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module and a solar power generation device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-261688 filed in Japan on November 24, 2010, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Conventional solar power generation apparatuses generally have a form in which a plurality of solar cell panels are spread over the entire surface facing the sun.
  • a solar power generation apparatus in which a gantry is installed on the roof of a building and a plurality of solar battery panels are spread on the gantry is known.
  • a solar cell panel is made of an opaque semiconductor and cannot be stacked. Therefore, in a solar power generation device, a large-area solar cell panel is required to ensure the amount of power.
  • the device there is a restriction that the device must be installed in a limited place such as a roof, and there is a limit to the amount of power that can be obtained.
  • Patent Document 1 a solar cell provided with a condensing member for guiding incident sunlight to the solar cell has been proposed (see Patent Document 1 below).
  • the solar cell described in Patent Document 1 includes a light-transmitting member having a plurality of V-shaped grooves and having a substantially right-sided side shape, and the solar cell is attached to an end surface of the light-transmitting member.
  • This invention was made in order to solve said subject, Comprising: It aims at provision of the solar cell module which can suppress the fall of power generation efficiency, and a solar power generation device using the same.
  • a solar cell module includes a first light guide, a second light guide, and the first light guide, A light guide module having a low refractive index layer disposed between the second light guide and a solar cell element that receives light emitted from the light guide module.
  • the first light guide has a first main surface, a second main surface, a first end surface in contact with the first main surface and the second main surface, and receives first light from the outside through the first main surface. The light is incident from the main surface, propagated through the inside, and emitted from the first end surface.
  • the second light guide has a first main surface, a second main surface, a first end surface in contact with the first main surface and the second main surface, and a second light transmitted through the first light guide. Is incident from the first main surface of its own, propagates inside, and is emitted from the first end surface of itself.
  • the low refractive index layer has a refractive index lower than any refractive index of the first light guide and the second light guide.
  • the solar cell element includes the first light emitted from the first end face of the first light guide and the second light emitted from the first end face of the second light guide. , Receive light.
  • the second main surface of the first light guide body reflects the first light incident from the first main surface of the first light guide body and changes a traveling direction of the light.
  • the second main surface of the second light guide is incident from the first main surface of the first light guide, passes through the first light guide, is refracted by the low refractive index layer, and A second reflection surface configured to reflect the second light incident on the second light guide and change a traveling direction of the light;
  • the second main surface of the first light guide reflects the first light incident from the first main surface of the first light guide to reflect the first light.
  • the first light traveling direction changing unit is inclined so as to form a first inclination angle with respect to the second main surface of the first light guide, and from the first main surface of the first light guide.
  • the first main surface of the second light guide reflects the third light incident from the second main surface of the second light guide, and the third light travels.
  • the second light traveling direction changing unit is inclined so as to form a second inclination angle with respect to the first main surface of the second light guide, and from the second main surface of the second light guide.
  • the first inclination angle and the second inclination angle may be the same.
  • the second inclination angle may be larger than the first inclination angle.
  • the first main surface of the first light guide may be a flat surface, and the second main surface of the second light guide is parallel to the first main surface. It may be a flat surface.
  • the refractive index of the first light guide and the refractive index of the second light guide may be the same.
  • the refractive index of the second light guide may be smaller than the refractive index of the first light guide.
  • the solar cell module may include a spacer that holds a gap between the first light guide and the second light guide between the first light guide and the second light guide. .
  • the low refractive index layer may be an air layer.
  • the first light guide may have a second end surface that is in contact with the first main surface and the second main surface and faces the first end surface.
  • the first light traveling direction changing unit includes a first end surface side reflecting unit configured to reflect the fourth light incident from the first main surface of the first light guide toward the first end surface. And a second end face reflecting portion that reflects the fifth light incident from the first main surface of the first light guide toward the second end face.
  • the area of the reflection surface of the first end surface side reflection portion and the area of the reflection surface of the second end surface side reflection portion may be the same.
  • the solar cell module may include a plurality of light guide modules that have the same structure as the light guide module and are arranged to face each other.
  • a solar power generation device includes the solar cell module.
  • the present invention it is possible to provide a solar cell module capable of suppressing a decrease in power generation efficiency, and a solar power generation apparatus using the solar cell module.
  • FIG. 1 shows the solar power generation device of the 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the solar power generation device of the embodiment. It is sectional drawing of the solar cell module of the embodiment. It is a figure for demonstrating the effect
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the photovoltaic power generation apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the solar power generation device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the solar cell module.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the action of the reflecting surface in the solar cell module.
  • FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of the sunlight extraction state in the solar cell module.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the absorption wavelength, the intensity, and the absorption sensitivity in the solar cell element.
  • the solar power generation device 1 of the present embodiment includes a solar cell module 2 and a support frame 8 as shown in FIG.
  • the solar cell module 2 has a substantially rectangular planar shape.
  • a support frame 8 is attached so as to surround the four sides of the solar cell module 2.
  • the support frame 8 is fixed to the solar cell module 2 using, for example, an acrylic adhesive.
  • the solar power generation device 1 may include, for example, a storage battery that stores electric power obtained from the solar cell module 2. Moreover, it is good also as a form which can be incorporated not only in the roof of a building but in the window of a building, or the window of a motor vehicle.
  • the solar cell module 2 includes a light guide module 3 and a solar cell element 7 as shown in FIG.
  • the light taken from the light guide module 3 is guided to the solar cell element 7, subjected to photoelectric conversion in the solar cell element 7, and taken out as electric energy.
  • the light guide module 3 includes a first light guide 4, a second light guide 5, and a low refractive index layer 6.
  • the first light guide 4 is formed of a transparent plate-like body having a rectangular planar shape in which the first light traveling direction changing portion 4S is formed on one surface side.
  • the surface on the opposite side to the surface in which the 1st light advancing direction change part 4S was formed turns into a surface where the light L injects. Therefore, when installing the solar power generation device 1 on the roof of a building, for example, the surface on which the first light traveling direction changing unit 4S of the first light guide 4 is formed is the inside, and the first light traveling direction changing unit 4S is formed. Install so that the opposite side of the surface is facing outward.
  • the second light guide 5 is disposed to face the first light guide 4 with the low refractive index layer 6 interposed therebetween.
  • a spacer 9 is provided between the first light guide 4 and the second light guide 5. The spacer 9 holds the interval between the first light guide 4 and the second light guide 5.
  • the low refractive index layer 6 is disposed between the first light guide 4 and the second light guide 5 and has a lower refractive index n 3 than either the first light guide 4 or the second light guide 5.
  • Have The low refractive index layer 6 is an air layer.
  • the space between the first light guide 4 and the second light guide 5 is not necessarily an air layer, and is a layer whose refractive index is lower than both the first light guide 4 and the second light guide 5.
  • a medium having a lower refractive index is desirable.
  • organic materials or inorganic materials having excellent durability and high transparency such as acrylic resin, polycarbonate resin, and glass can be used. It is not limited to.
  • the solar cell element 7 a known one can be used, and for example, an amorphous silicon solar cell, a polycrystalline silicon solar cell, a single crystal silicon solar cell, a compound solar cell, or the like can be used.
  • a compound solar cell is used as the solar cell element 7.
  • the shape and size of the solar cell element 7 are not particularly limited as long as the shape and size fit within the end face of the light guide module 3.
  • the solar cell element 7 is bonded to the end surface of the light guide module 3 using, for example, ⁇ GEL (registered trademark) manufactured by Taika Corporation.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the absorption wavelength, intensity, and absorption sensitivity in the solar cell element.
  • the horizontal axis represents the absorption wavelength
  • the vertical axis represents the intensity and the absorption sensitivity.
  • compound-based solar cells such as InGaAs solar cells, GaAs solar cells, and InGaAs solar cells are silicon-based such as crystalline silicon (c-Si) solar cells and amorphous silicon (a-Si) solar cells.
  • c-Si crystalline silicon
  • a-Si amorphous silicon
  • a surface on which light is incident faces the first main surface 4 a and the first main surface 4 a.
  • the surface on which the first light traveling direction changing portion 4S is provided is a surface that intersects the second main surface 4b, the first main surface 4a, and the second main surface 4b and emits light (FIG. 1). (Surface parallel to the xz plane) is referred to as a first end face 4c.
  • the surface on which light is incident the surface parallel to the xy plane in FIG. 1 and provided with the second light traveling direction changing unit 5 ⁇ / b> S is the first surface.
  • the surface opposite to the main surface 5a and the first main surface 5a is a surface intersecting the second main surface 5b, the first main surface 5a and the second main surface 5b and emitting light (in the xz plane in FIG. 1).
  • the parallel surface is referred to as a first end surface 5c.
  • the first main surface 4a of the first light guide 4 is a flat surface
  • the second main surface 5b of the second light guide 5 is a flat surface parallel to the first main surface 4a.
  • the 1st light guide 4 and the 2nd light guide 5 shall be formed with the acrylic resin as an example.
  • the dimensions of the first light guide 4 and the second light guide 5 are rectangular vertical and horizontal directions (the x-axis direction and the y-axis in FIG. 2) that form the first main surfaces 4a and 5a and the second main surfaces 4b and 5b. (Direction) is 250 mm ⁇ 250 mm, and the thickness (dimension in the z-axis direction in FIG. 2) is 10 mm.
  • a first light traveling direction changing unit 4S is provided on the second main surface 4b side of the first light guide 4.
  • the first light advancing direction changing unit 4S is composed of a plurality of triangular prism-shaped ridges 4A formed on the second main surface 4b of the first light guide 4.
  • the light L1 incident from various places on the first main surface 4a of the first light guide 4 propagates in the first light guide 4 so as to be focused on the place where the solar cell element 7 is disposed on the first end face 4c. .
  • the second light travel direction changing unit 5S that refracts light incident from the first main surface 5a and changes the light travel direction.
  • the second light advancing direction changing unit 5 ⁇ / b> S includes a plurality of triangular prism-shaped ridges 5 ⁇ / b> A formed on the first main surface 5 a of the second light guide 5.
  • Light that has entered from various places on the first main surface 5a of the second light guide 5 propagates in the second light guide 5 so as to be focused on the place where the solar cell element 7 is disposed on the first end face 5c.
  • the light traveling direction changing portion (4S, 5S) is formed integrally with the light guide by processing the light guide (4, 5) itself.
  • the light traveling direction changing portion can be formed by a method such as injection molding of resin using a mold having a concave shape obtained by inverting the shape of the ridges (4A, 5A). Or you may form by cutting the 2nd main surface 4b (1st main surface 5a of a 2nd light guide) of the 1st light guide 4 originally flat.
  • a plurality of protrusions 4 ⁇ / b> A are continuously formed on the second main surface 4 b of the first light guide 4.
  • a plurality of ridges 5 ⁇ / b> A are continuously formed on the first main surface 5 a of the second light guide 5.
  • the shapes and dimensions of the ridges 4A and 5A are all the same.
  • Each ridge (4A, 5A) has been described as having a triangular prism shape, but as shown in FIG. 3, the cross section of each ridge when the light guide (4, 5) is cut along a plane along the yz plane.
  • the shape is not an equilateral triangle or an isosceles triangle, but an unequal triangle.
  • each protrusion 4 ⁇ / b > A constituting the first light traveling direction changing unit 4 ⁇ / b > S has a first inclined surface (steeply inclined surface T 1a and gently inclined surface T 1b ).
  • the steeply inclined surface T 1a forms a predetermined inclination angle ⁇ A1 (first inclination angle) with respect to the second main surface 4b
  • the gently inclined surface T 1b has a steeply inclined surface T 1a with respect to the second main surface 4b.
  • the inclination angle ⁇ A2 is smaller than the inclination angle ⁇ A1 .
  • These two first inclined surfaces T 1a and T 1b function as reflecting surfaces (first reflecting surfaces) that reflect (totally reflect) light incident from the first main surface 4a.
  • each protrusion 5A constituting the second light traveling direction changing portion 5S has a second inclined surface (steeply inclined surface T 2a and gently inclined surface T 2b ).
  • the steeply inclined surface T 2a makes a predetermined inclination angle ⁇ B1 (second inclination angle) with respect to the first main surface 5a
  • the gently inclined surface T 2b has a steeply inclined surface T 2a with respect to the first main surface 5a. It forms an angle of inclination ⁇ B1 smaller than the inclination angle ⁇ B2.
  • These two second inclined surfaces T 2a and T 2b function as refracting surfaces that refract light incident from the first main surface 5a.
  • sunlight L1 (sunlight entering the position relatively close to the first end face 4c) is incident at an incident angle theta 0 to the first major surface 4a of the first light guide 4
  • sunlight L1 is incident on the first light guide body 4 is refracted at refraction angle theta 1 at the first main surface 4a.
  • the light incident on the steeply inclined surface T 1a at the incident angle ⁇ 2 is totally reflected on the steeply inclined surface T 1a at the reflection angle ⁇ 2 and is reflected at the angle ⁇ x with respect to the virtual plane X parallel to the first main surface 4a. 1 propagates through the light guide 4 and is emitted toward the solar cell element 7.
  • the number of reflections between the first main surface 4 a and the second main surface 4 b is greater than the number of reflections of the sunlight L ⁇ b> 1.
  • the sunlight L2 When the sunlight L2 is the incident at an incident angle theta 0 to the first major surface 4a of the first light guide 4, the sunlight L2 is refracted at refraction angle theta 1 at a first main surface 4a 1
  • the light enters the light guide 4.
  • Light incident at an incident angle theta 2 with respect to sharply inclined surfaces T 1a is totally reflected at a reflection angle theta 2.
  • the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 2 on the steeply inclined surface T 1a is reflected a predetermined number of times between the first main surface 4a and the second main surface 4b, and then incident on the first main surface 4a.
  • the light enters at 3A and is totally reflected at the reflection angle ⁇ 3A .
  • the light totally reflected on the first main surface 4a at the reflection angle ⁇ 3A is incident on the gently inclined surface T 1b at the incident angle ⁇ 4 and is refracted at the refraction angle ⁇ 5 , so that the first main light of the second light guide 5 is obtained.
  • the light is incident on the surface 5a (slowly inclined surface T 2b ) at an incident angle ⁇ 6 .
  • the light incident on the gently inclined surface T 2b of the second light guide 5 at the incident angle ⁇ 6 is refracted at the refraction angle ⁇ 7 on the gently inclined surface T 2b of the second light guide 5 to be the second light guide. Incident into the body 5.
  • the incident angle theta 2 of the light to the sharply inclined surfaces T 1a of the first light guide 4 changes according to the inclination angle theta A1 of the sharply inclined faces T 1a. Therefore, as the incident angle ⁇ 2 of the light incident on the steep inclined surface T 1a is totally reflected light becomes greater than the critical angle at the interface between the steeply inclined surface T 1a and the air, the inclination angle of the sharply inclined faces T 1a theta A1 is set in advance. Further, the incident angle ⁇ 4 of light on the gently inclined surface T 1b of the first light guide 4 also changes in accordance with the inclination angle ⁇ A2 of the gently inclined surface T 1b .
  • the incident angle of light to the sharply inclined faces T 2a of the second light guide body 5 is changed according to the inclination angle theta B1 of the sharply inclined faces T 2a. Further, the incident angle ⁇ 6 of the light to the gently inclined surface T 2b of the second light guide 5 changes according to the inclined angle ⁇ B2 of the gently inclined surface T 2b .
  • the inclination angle ⁇ A1 of the steeply inclined surface T 1a of the first light guide 4 is 24 degrees
  • the inclination angle ⁇ A2 of the gently inclined surface T 1b of the first light guide 4 is 21 degrees
  • refractive index n 2 of 1.5 refractive index n 1 and a second light guide body 5 of the first light guide 4 the refractive index n 0 and the refractive index n 3 of 1.0 of the air layer 6 of the external air To do.
  • the critical angle at the interface between the steeply inclined surface T 1a or the gently inclined surface T 1b of the first light guide 4 and the air layer 6 is 41 degrees.
  • the incident angle ⁇ 0 of the sunlight L1 on the first main surface 4a of the first light guide 4 is 27 degrees or more
  • the sunlight L1 is incident on the first light guide 4.
  • the refraction angle ⁇ 1 is 18 degrees or more.
  • the critical angle at the interface between the second main surface 5b of the second light guide 5 and the outside air is also 41 degrees.
  • the incident angle ⁇ 0 of the sunlight L2 on the first main surface 4a of the first light guide 4 is 27 degrees or more, the sunlight L2 is incident on the first light guide 4
  • the refraction angle ⁇ 1 is 18 degrees or more.
  • the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 2 on the steeply inclined surface T 1a of the first light guide 4 is reflected a predetermined number of times between the first main surface 4a and the second main surface 4b, and then the first main surface. at an incident angle theta 3A is totally reflected at the reflection angle theta 3A against 4a.
  • the incident angle ⁇ 3A of the light L2 on the first main surface 4a of the first light guide 4 (the reflection angle ⁇ 3A of the light L2 on the first main surface 4a) is 41 degrees or more and less than 62 degrees.
  • the incident angle ⁇ 4 of light on the gently inclined surface T 1b of the first light guide 4 is 20 degrees or more and less than 41 degrees
  • the incident angle ⁇ 6 ) of the light L2 to the gently inclined surface T 2b of the light guide 5 is 31 degrees or more and less than 79 degrees.
  • refraction angle theta 7 when the light L2 is incident on the second light guide body 5 is less than 41 degrees 20 degrees.
  • the incident angle ⁇ 3B is the same as the reflection angle ⁇ 3A and is totally reflected at the reflection angle ⁇ 3B .
  • the light L ⁇ b> 2 totally reflected at the reflection angle ⁇ ⁇ b> 3 ⁇ / b> B on the second main surface 5 b of the second light guide 5 propagates through the second light guide 5 and is emitted toward the solar cell element 7.
  • the incident position of the first light guide 4 with respect to the first main surface 4a is relatively the first end surface 4c of the light incident on each part of the first light guide 4 as shown in FIG. light L1 incident on the steep inclined surface T 1a of the projections 4A at a position near the is directed to the solar cell element 7 is totally reflected by the sharply inclined faces T 1a.
  • the direction toward the sharply inclined surfaces T 1a is by reflecting light L1 traveling direction of the light 1 of the protrusions 4A constituting the first light traveling direction changing unit 4S in the first end surface 4c
  • the second main surface 5b of the second light guide 5 is transmitted through the first light guide 4 and refracted by the air layer 6, and enters the second light guide 5.
  • FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of the sunlight extraction state in the solar cell module.
  • a part of the light L incident from the first main surface 4a of the first light guide 4 propagates through the first light guide 4 and is guided to the solar cell element 7 to contribute to power generation.
  • the remainder is emitted from the first light guide 4
  • it propagates through the second light guide 5 and is guided to the solar cell element 7 to contribute to power generation.
  • illustration of the air layer 6 is abbreviate
  • the first light guide 4 and the second light guide 5 are provided, the light from the outside is propagated inside the first light guide 4 and the solar cell. It can be led to the element 7. Further, the light transmitted through the first light guide 4 can be propagated inside the second light guide 5 and guided to the solar cell element 7.
  • the low refractive index layer 6 is disposed between the first light guide 4 and the second light guide 5, the light transmitted through the first light guide 4 enters the low refractive index layer 6.
  • the refraction angle ⁇ 5 at that time is larger than the incident angle ⁇ 4 at the gently inclined surface T 1b of the first light guide 4.
  • the light guide distance until the light incident on the low refractive index layer 6 is guided to the second light guide 5 can be increased. Therefore, the number of times the light transmitted through the first light guide 4 is reflected between the first light guide 4 and the second light guide 5 in the light guide process and is easily guided to the solar cell element 7. . Therefore, it is possible to provide a solar cell module 2 capable of suppressing a decrease in power generation efficiency and a solar power generation device 1 using the solar cell module 2.
  • the refractive index n 2 of the refractive index n 1 and a second light guide body 5 of the first light guide body 4 are the same, the inclination angle of the first inclined surface of the first light guide 4 and the second light guide body The inclination angle of the second inclined surface 5 is the same.
  • the first main surface 4a of the first light guide 4 is a flat surface, and the second main surface of the second light guide 5 is a flat surface parallel to the first main surface 4a. Therefore, light guides made of the same material and having the same size can be used as the first light guide 4 and the second light guide 5.
  • first light guides are prepared, the other first light guide is inverted with respect to one first light guide, and is disposed opposite to the other with the low refractive index layer interposed therebetween.
  • One light guide can be used as the second light guide. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
  • the spacer 9 is provided between the first light guide 4 and the second light guide 5, the second main surface 4 b of the first light guide 4 and the first main of the second light guide 5.
  • the low refractive index layer 6 having a predetermined thickness can be interposed between the first light guide 4 and the second light guide 5 without contacting the surface 5a. Therefore, it is possible to prevent the light transmitted through the first light guide 4 from entering the second light guide 5 as it is without passing through the low refractive index layer 6. Therefore, a decrease in power generation efficiency can be stably suppressed, and reliability can be improved.
  • the low refractive index layer 6 is an air layer, the refractive index of the low refractive index layer 6 can be easily and sufficiently lowered. Therefore, the light transmitted through the first light guide 4 is much more easily guided to the solar cell element 7.
  • the present inventor performed a simulation of the sunlight extraction ratio (see FIG. 16).
  • the extraction ratio of sunlight is the end face (first surface) of the light guide module 3 when the ratio of the amount of sunlight incident on the first main surface 4a of the first light guide 4 is 100%. It is the ratio (%) of the amount of light condensed on at least one of the first end face 4c of the light guide 4 and the first end face 5c of the second light guide 5.
  • the simulation conditions of Example 1 are as follows.
  • the vertical and horizontal dimensions of the first light guide 4 are 250 mm ⁇ 250 mm
  • the thickness of the first light guide 4 is 10 mm
  • the vertical and horizontal dimensions of the second light guide 5 are 250 mm ⁇ 250 mm
  • 2 The thickness of the light guide 5 was 10 mm.
  • the refractive index of the first light guide 4 is 1.5
  • the refractive index of the second light guide 5 is 1.5
  • the refractive index of air is 1.0.
  • the extraction ratio of sunlight when the solar cell module 2 of Example 1 was irradiated with sunlight from the first main surface 4a side of the first light guide 4 was 35.996%.
  • the output condition of the solar cell element 7 is based on the air mass AM1.5 defined by JIS.
  • the incident angle of sunlight on the first main surface 4a of the first light guide 4 is approximately 42. Degree.
  • the sunlight extraction ratio of the comparative example was 26.326%.
  • the solar power generation device 1 of the present embodiment the light incident efficiency to the solar cell element 7 is increased so as to be about 1.4 times that when the second light guide 5 is not used. It was found that the power generation efficiency can be improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a solar cell module 2 of this modification.
  • the same components as those in FIG. 3 used in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 7 only the light which injects from the 2nd main surface 5b of the 2nd light guide 5 is shown in figure for convenience.
  • this modification only light incident from the second main surface 5b of the second light guide 5 will be described, and description of light incident from the first main surface 4a of the first light guide 4 will be omitted.
  • the second light traveling direction changing unit 5S that changes in a direction toward the end face 5c is provided.
  • the second light advancing direction changing unit 5 ⁇ / b> S includes a plurality of triangular prism-shaped ridges 5 ⁇ / b> A formed on the first main surface 5 a of the second light guide 5.
  • Each protrusion 5A constituting the second light traveling direction changing portion 5S has a second inclined surface (steeply inclined surface T 2a and gently inclined surface T 2b ).
  • the steeply inclined surface T 2a makes a predetermined inclination angle ⁇ B1 with respect to the first main surface 5a
  • the gently inclined surface T 2b has an inclination smaller than the inclination angle ⁇ B1 of the steeply inclined surface T 2a with respect to the first main surface 5a.
  • An angle ⁇ B2 is formed.
  • These two inclined surfaces T 2a and T 2b function as reflecting surfaces that reflect the light incident from the second main surface 5b.
  • each protrusion 4A constituting the first light traveling direction changing portion 4S has a steeply inclined surface T1a and a gently inclined surface T1b .
  • the steeply inclined surface T 1a makes a predetermined inclination angle ⁇ A1 with respect to the second main surface 4b
  • the gently inclined surface T 1b has an inclination smaller than the inclination angle ⁇ A1 of the steeply inclined surface T 1a with respect to the second main surface 4b.
  • An angle ⁇ A2 is formed.
  • the solar cell module 2 of the second modification light can be taken from both the first main surface 4a of the first light guide 4 and the second main surface 5b of the second light guide 5. Therefore, compared with the structure which takes in light from the one surface of the solar cell module 2, the light incident efficiency to the solar cell element 7 can be increased and the power generation efficiency can be improved.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the solar cell module of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the action of the reflecting surface in the solar cell module.
  • the same components as those in FIGS. 1 and 4 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 8 and 9 the same components as those in FIGS. 1 and 4 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the refractive index n 2 of the second light guide 15 is set smaller than the refractive index n 1 of the first light guide 4 (n 2 ⁇ n 1 ).
  • a constituent material of the second light guide 15 for example, a low refractive index material made of an amorphous fluororesin having a refractive index of about 1.3 can be used.
  • acrylic resin reffractive index 1.5
  • the low refractive index layer 6 is an air layer (refractive index 1.0).
  • the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 2 on the steeply inclined surface T 1a of the first light guide 4 is reflected a predetermined number of times between the first main surface 4a and the second main surface 4b.
  • theta 3 is totally reflected at the reflection angle theta 3 to the first major surface 4a.
  • the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 3 on the first main surface 4 a is incident on the gently inclined surface T 1 b at the incident angle ⁇ 4 and refracted at the refraction angle ⁇ 5 , and the gently inclined surface of the second light guide 15. It is incident on the T 2b at an incident angle ⁇ 6 .
  • the refraction angle ⁇ 7 at the gently inclined surface T 2b is larger than the incident angle ⁇ 4 at the gently inclined surface T 1b ( ⁇ 7 > ⁇ 4 ).
  • Light incident at an incident angle theta 8 on the second principal surface 15b of the second light guide body 15 is totally reflected at the reflection angle theta 8 in the second main surface 15b.
  • the light reflection angle ⁇ 8 on the second main surface 15 b is larger than the reflection angle ⁇ 3 on the first main surface 4 a ( ⁇ 8 > ⁇ 3 ). Thereafter, the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 8 on the second main surface 15 b propagates through the second light guide 15 and is emitted toward the solar cell element 7.
  • the first guide is derived from Snell's law.
  • the reflection angle ⁇ 8 when the light transmitted through the light body 4 is totally reflected by the second main surface 5 b of the second light guide 15 is based on the reflection angle ⁇ 3 on the first main surface 4 a of the first light guide 4. growing.
  • count that light reflects between the 1st main surface 15a and the 2nd main surface 15b can be decreased. Therefore, the light incident on the second light guide 15 is easily guided to the solar cell element 7. Therefore, it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency.
  • the present inventor performed a simulation of the extraction ratio of sunlight (see FIG. 16).
  • the simulation conditions of Example 2 were as follows.
  • the vertical and horizontal dimensions of the first light guide 4 were 250 mm ⁇ 250 mm
  • the thickness of the first light guide 4 was 10 mm
  • the vertical and horizontal dimensions of the second light guide 15 were 250 mm ⁇ 250 mm
  • 2 The thickness of the light guide 15 was 10 mm.
  • the refractive index of the first light guide 4 was 1.5
  • the refractive index of the second light guide 15 was 1.3
  • the refractive index of air was 1.0.
  • the output condition of the solar cell element 7 is based on the air mass AM1.5 defined by JIS.
  • the incident angle of sunlight on the first main surface 4a of the first light guide 4 is approximately 42. Degree.
  • the sunlight extraction ratio of the comparative example was 26.326%.
  • the solar cell module 12 of the present embodiment the light incident efficiency to the solar cell element 7 is increased so as to be about 1.4 times that when the second light guide 15 is not used. It has been found that efficiency can be improved.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the solar cell module of the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the action of the reflecting surface in the solar cell module. 10 and 11, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1 and 4 used in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. Further, in FIG.
  • the inclination angle of the second inclined surface of the second light guide 25 is set larger than the inclination angle of the first inclined surface of the first light guide 4.
  • the inclination angle ⁇ B1 of the steeply inclined surface T 2a of the second light guide 25 is set to be larger than the inclination angle ⁇ A1 of the steeply inclined surface T 1a of the first light guide 4, and the second guide
  • the inclination angle ⁇ B2 of the gently inclined surface T 2b of the light body 25 is set to be larger than the inclination angle ⁇ A2 of the gently inclined surface T 1b of the first light guide 4.
  • acrylic resin reffractive index 1.5
  • the low refractive index layer 6 is an air layer (refractive index). Rate 1.0).
  • the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 2 on the steeply inclined surface T 1a of the first light guide 4 is reflected a predetermined number of times between the first main surface 4a and the second main surface 4b.
  • theta 3 is totally reflected at the reflection angle theta 3 to the first major surface 4a.
  • the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 3 on the first main surface 4 a is incident on the gently inclined surface T 1 b at the incident angle ⁇ 4 and refracted at the refraction angle ⁇ 5 , and the gently inclined surface of the second light guide 25. It is incident on the T 2b at an incident angle ⁇ 6 .
  • the second main surface The light reflection angle ⁇ 8 at 25 b is larger than the reflection angle ⁇ 3 at the first main surface 4 a ( ⁇ 8 > ⁇ 3 ). Thereafter, the light totally reflected at the reflection angle ⁇ 8 on the second main surface 25 b propagates through the second light guide 25 and is emitted toward the solar cell element 7.
  • the first light guide 4 Is reflected by the second main surface 25b of the second light guide 25 so that the reflection angle ⁇ 8 is larger than the reflection angle ⁇ 3 of the first main surface 4a of the first light guide 4.
  • induced to the solar cell element 7 can be lengthened.
  • count that light reflects between the 1st main surface 25a and the 2nd main surface 25b can be decreased. Therefore, the light incident on the second light guide 25 is easily guided to the solar cell element 7. Therefore, it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency.
  • the present inventor performed a simulation of the extraction ratio of sunlight (see FIG. 16).
  • the simulation conditions of Example 3 were as follows.
  • the vertical and horizontal dimensions of the first light guide 4 were 250 mm ⁇ 250 mm
  • the thickness of the first light guide 4 was 10 mm
  • the vertical and horizontal dimensions of the second light guide 25 were 250 mm ⁇ 250 mm
  • 2 The thickness of the light guide 25 was 10 mm.
  • the refractive index of the first light guide 4 is 1.5
  • the refractive index of the second light guide 25 is 1.5
  • the refractive index of air is 1.0.
  • the inclination angle of the second inclined surface of the second light guide 25 was set larger than the inclination angle of the first inclined surface of the first light guide 4.
  • the output condition of the solar cell element 7 is based on the air mass AM1.5 defined by JIS.
  • the incident angle of sunlight on the first main surface 4a of the first light guide 4 is approximately 42. Degree.
  • the sunlight extraction ratio of the comparative example was 26.326%.
  • the solar cell module 22 of the present embodiment the light incident efficiency to the solar cell element 7 is increased so as to be about 1.4 times that when the second light guide 25 is not used. It has been found that efficiency can be improved.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the solar power generation device of the present embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a solar power generation device. 12 and 13, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1 and 2 used in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the configuration of the portion on the right side (+ Y direction side) from the center line CL is the same as that of the first embodiment.
  • the configuration of the portion on the left side ( ⁇ Y direction side) from the center line CL is different from that of the first embodiment. That is, the solar power generation device 30 has a symmetrical configuration with respect to the center line CL.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the solar power generation device 30 includes a solar cell module 32, a solar cell element 37, and a support frame 38.
  • the support frame 38 has a substantially rectangular planar shape, and is attached so as to surround the solar cell module 32 and the solar cell element 37.
  • the solar cell module 32 includes a light guide module 33 and a solar cell element 7.
  • the light taken from the light guide module 33 is guided to the solar cell elements 7 and 37, photoelectrically converted in the solar cell elements 7 and 37, and taken out as electric energy.
  • the light guide module 33 includes a first light guide 34, a second light guide 35, and a low refractive index layer 6.
  • the first light guide 34 has a second end surface 34c 2 that contacts the first main surface 34a and the second main surface 34b and faces the first end surface 34c 1 .
  • the second light guide 35 has a second end surface 35c 2 that is in contact with the first main surface 35a and the second main surface 35b and faces the first end surface 35c 1 .
  • the first light traveling direction changing unit 34S that reflects the light incident from the first main surface 34a and changes the traveling direction of the light.
  • the first light traveling direction changing unit 34S includes a first end face side reflecting portion 34S 1 for reflecting the light L1 incident from the first main surface 34a first side end surface 34c 1, incident from the first main surface 34a has a second end face-side reflecting portion 34S 2 for reflecting the light L2 on a second side of the end surface 34c 2 that, the.
  • the first light traveling direction changing unit 34S, the area of the first end face side reflecting surface of the reflecting portion 34S 1 and the area of the second end face side reflecting surface of the reflecting portion 34S 2 are set the same.
  • the first end face side reflecting portion 34S 1 from a plurality of triangular prismatic projections 34A 1 to the center line CL is formed in a portion of the right side (+ Y direction side) in the second main surface 34b of the first light guide body 34 It is configured.
  • the second end face side reflecting portion 34S 2, a plurality of triangular prismatic projections 34A 2 to the center line CL is formed in a portion of the left side (-Y direction side) in the second main surface 34b of the first light guide body 34 It is composed of Ridges 34A 1 and ridges 34A 2 has a symmetrical shape to the center line CL as a reference.
  • portions where the first end surface 34c 1 of the solar cell element 7 is reflected by the first end face side reflecting portion 34S 1 is arranged It propagates in the first light guide 34 so as to converge.
  • the remaining portion propagates through the first light guide body 34 to focus at a position where the second end surface 34c 2 of the solar cell element 37 is reflected by the second end face side reflecting portion 34S 2 are arranged.
  • the first main surface 35a of the second light guide 35 is refracted by the light transmitted through the first light guide 34 and incident from the first main surface 35a to change the traveling direction of the light.
  • a two-light traveling direction changing unit 35S is provided.
  • the second light traveling direction changing unit 35S enters the first end surface side refracting unit 35S 1 that refracts the light incident from the first main surface 35a toward the first end surface 35c 1 side, and the first main surface 35a.
  • a second end face side refracting portion 35S 2 that refracts light toward the second end face 35c 2 side.
  • the second light traveling direction changing section 35S, the area of the first end face-side surface of the refracting portion 35S 1 and the area of the second end face-side surface of the bent portion 35S 2 are set the same.
  • the first end surface side refracting portion 35S 1 is formed from a plurality of triangular prism-shaped convex strips 35A 1 formed on the first main surface 35a of the second light guide 35 on the right side (+ Y direction side) of the center line CL. It is configured.
  • the second end face side bent portion 35S 2 is first in the main surface 35a of a plurality formed in a portion of the left side of the center line CL (-Y direction side) triangular prism projections 35A of the second light guide body 35 2 It is composed of Ridges 35A 1 and ridges 35A 2 has a symmetrical shape to the center line CL as a reference.
  • the first end surface 35c is refracted at the first end face side refraction portion 35S 1 1 It propagates through the second light guide 35 so as to converge at the place where the solar cell elements 7 are arranged.
  • the remaining portion propagates through the second light guide body 35 to focus at a position where the second end face side refraction unit solar cell element 37 and refracted at 35S 2 second end surface 35c 2 is disposed.
  • the solar power generation device 30 of the present embodiment even when light having a plurality of different angle components is incident on the first main surface 34a of the first light guide 34, the first main surface 34a the incident light can be reflected toward the first side of the end surface 34c 1 side and a second end surface 34c 2. For this reason, when installing the solar power generation device 30, it is not necessary to consider the direction of the sun. For example, when the solar power generation device 30 is installed in the east direction, until the sun rises (from morning to noon), sunlight is reflected by the first end face side reflecting portion 34S 1 and focused on the solar cell element 7. it can, until the sun goes down (to evening from day) can be focused to the solar cell element 37 by reflecting sunlight at the second end face side reflecting portion 34S 2.
  • the first main surface 34a In contrast, in the configuration having only the first end face side reflecting portion 34S 1 and one of the second end face side reflecting portion 34S 2, until sinking from sun rises, from the first main surface 34a The incident light is concentrated and focused on one of the solar cell element 7 and the solar cell element 37. Therefore, in the solar power generation device 30 of the present embodiment, the light incident from the first main surface 34a can be taken in from both the solar cell element 7 and the solar cell element 37 until the sun rises and sinks. It becomes.
  • the sun rises Until it sinks, the light incident from the first main surface 34a can be taken in between the solar cell element 7 and the solar cell element 37 with a good balance.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the solar power generation device of the present embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a solar power generation device. 14 and 15, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1 and 2 used in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • each light guide module 3 has a low refractive index layer 46. They are arranged opposite to each other. As described above, two light guide modules 3 may be provided, or three or more light guide modules 3 may be provided.
  • the solar power generation device 40 includes a solar cell module 42 and a support frame 48.
  • the support frame 48 has a substantially rectangular planar shape and is configured to surround the solar cell module 42.
  • the solar cell module 42 includes a light guide unit 43 and a solar cell element 47.
  • the light guide unit 43 includes a first light guide module 3 ⁇ / b> A, a second light guide module 3 ⁇ / b> B, and a low refractive index layer 46.
  • a part of the light incident on the first light guide module 43A propagates through the first light guide module 43A and is guided to the solar cell element 47 to contribute to power generation.
  • the remaining part is emitted from the first light guide module 43A, then propagates through the second light guide module 43B, is guided to the solar cell element 47, and contributes to power generation.
  • the solar power generation device 40 of the present embodiment light from the outside can be propagated inside the first light guide module 43A and guided to the solar cell element 47. Further, the first light guide module 43A can be The transmitted light can be propagated inside the second light guide module 43 ⁇ / b> B and guided to the solar cell element 47. Therefore, it is possible to reliably suppress a decrease in power generation efficiency.
  • the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the shape of a light guide is not limited to a plate-shaped body,
  • a rod-shaped body may be sufficient and can be changed suitably.
  • the shape, size, number, arrangement, constituent material, manufacturing method, and the like of various components in the above embodiment are not limited to those illustrated in the above embodiment, and can be changed as appropriate.
  • the present invention can be used for a solar cell module or a solar power generation device.

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Abstract

　本発明の一態様に係る太陽電池モジュールは、互いに対向して配置された第１導光体と第２導光体と、第１導光体と第２導光体との間に配置された低屈折率層と、を有する導光体モジュールと、導光体モジュールから射出された光を受光する太陽電池素子と、を備え、第１導光体の第２主面は、第１導光体の第１主面から入射した第１の光を反射させて当該光の進行方向を変更する第１反射面を有し、第２導光体の第２主面は、第１導光体の第１主面から入射して第１導光体４を透過し、低屈折率層で屈折して第２導光体に入射した光を反射させて当該光の進行方向を変更する第２反射面を有する。

Description

太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置
　本発明は、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置に関するものである。
　本願は、２０１０年１１月２４日に、日本に出願された特願２０１０－２６１６８８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来の太陽光発電装置は、複数の太陽電池パネルを太陽に向けて一面に敷き詰めた形態のものが一般的であった。一例として、建物の屋根に架台を設置し、架台上に複数の太陽電池パネルを敷き詰めた形態の太陽光発電装置が知られている。一般に、太陽電池パネルは不透明な半導体で構成されており、積層して配置することができない。そのため、太陽光発電装置において、電力量を確保するためには大面積の太陽電池パネルが必要となる。
　ところが、屋根のような限られた場所に装置を設置しなければならないという制約があり、得られる電力量に限界があった。
　そこで、入射した太陽光を太陽電池に導くための集光部材を備えた太陽電池が提案されている（下記の特許文献１参照）。特許文献１に記載の太陽電池は、複数のＶ字状溝が形成された、側面形状が略直角三角形の透光部材を備え、透光部材の端面に太陽電池が取り付けられている。
特開２００４－４７７５２号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、導光部材のサイズを大きくした場合、入射光を透光部材の内部で伝播させて端面に集光させる過程において、入射光が複数のＶ字状溝の反射面で複数回反射される。これにより、入射光の反射面における反射角度が変わり、入射光が反射面において全反射条件を満たさなくなり外部へ抜けてしまう。その結果、太陽電池への入光効率が低下し、発電効率が低下してしまう。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、発電効率の低下を抑制することが可能な太陽電池モジュール、およびこれを用いた太陽光発電装置の提供を目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールは、互いに対向して配置された第１導光体と第２導光体と、前記第１導光体と前記第２導光体との間に配置された低屈折率層と、を有する導光体モジュールと、前記導光体モジュールから射出された光を受光する太陽電池素子と、を備える。前記第１導光体は、第１主面と第２主面と前記第１主面および前記第２主面に接する第１端面とを有し、外部からの第１の光を前記第１主面から入射させ内部を伝播させて前記第１端面から射出させる。前記第２導光体は、第１主面と第２主面と前記第１主面および前記第２主面に接する第１端面とを有し、前記第１導光体を透過した第２の光を自身の前記第１主面から入射させ内部を伝播させて自身の前記第１端面から射出させる。前記低屈折率層は、前記第１導光体と前記第２導光体のいずれの屈折率よりも低い屈折率を有する。前記太陽電池素子は、前記第１導光体の前記第１端面から射出された前記第１の光と、前記第２導光体の前記第１端面とから射出された前記第２の光と、を受光する。前記第１導光体の前記第２主面は、前記第１導光体の前記第１主面から入射した前記第１の光を反射させて当該光の進行方向を変更する第１反射面を有する。前記第２導光体の前記第２主面は、前記第１導光体の前記第１主面から入射して前記第１導光体を透過し、前記低屈折率層で屈折して前記第２導光体に入射した前記第２の光を反射させて当該光の進行方向を変更する第２反射面を有する。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第１導光体の前記第２主面は、前記第１導光体の前記第１主面から入射した前記第１の光を反射させて当該第１の光の進行方向を変更する第１光進行方向変更部を有していてもよい。前記第１光進行方向変更部は、前記第１導光体の前記第２主面に対して第１の傾斜角をなすように傾斜し、前記第１導光体の前記第１主面から入射した前記第１の光を反射させる前記第１反射面を構成する第１傾斜面を有する。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第２導光体の前記第１主面は、前記第２導光体の前記第２主面から入射した第３の光を反射させて当該第３の光の進行方向を変更する第２光進行方向変更部を有していてもよい。前記第２光進行方向変更部は、前記第２導光体の前記第１主面に対して第２の傾斜角をなすように傾斜し、前記第２導光体の前記第２主面から入射した前記第３の光を反射させる第２傾斜面を有する。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第１の傾斜角と前記第２の傾斜角は、同じであってもよい。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第２の傾斜角は前記第１の傾斜角より大きくてもよい。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第１導光体の前記第１主面は平坦面となっていてもよく、前記第２導光体の前記第２主面は、前記第１主面と平行な平坦面となっていてもよい。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第１導光体の屈折率と前記第２導光体の屈折率は、同じであってもよい。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第２導光体の屈折率は、前記第１導光体の屈折率より小さくてもよい。
　上記太陽電池モジュールは、前記第１導光体と前記第２導光体の間に、前記第１導光体と前記第２導光体の間の間隔を保持するスペーサを備えていてもよい。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記低屈折率層は、空気層であってもよい。
　上記太陽電池モジュールにおいて、前記第１導光体は、前記第１主面および前記第２主面に接するとともに前記第１端面と対向する第２端面を有していてもよい。また、前記第１光進行方向変更部は、前記第１導光体の前記第１主面から入射した第４の光を前記第１端面の側に向けて反射させる第１端面側反射部と、前記第１導光体の前記第１主面から入射した第５の光を前記第２端面の側に向けて反射させる第２端面側反射部と、を有していてもよい。
　上記太陽電池モジュールの前記第１光進行方向変更部において、前記第１端面側反射部の反射面の面積と前記第２端面側反射部の反射面の面積とが同じであってもよい。
　上記太陽電池モジュールは、前記導光体モジュールと同一構造を有し、互いに対向して配置されている複数の導光体モジュールを備えていてもよい。
　本発明の他の実施形態に係る太陽光発電装置は、上記太陽電池モジュールを備える。
　本発明によれば、発電効率の低下を抑制することが可能な太陽電池モジュール、およびこれを用いた太陽光発電装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態の太陽光発電装置を示す斜視図である。 同実施形態の太陽光発電装置の断面図である。 同実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 同実施形態の太陽電池モジュールにおける反射面の作用を説明するための図である。 同実施形態の太陽電池モジュールにおける太陽光の取り出し状態のシミュレーション結果を示す図である。 太陽電池素子における吸収波長と強度、吸収感度の関係を示す図である。 同実施形態の太陽電池モジュールの第１の変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の太陽電池モジュールを示す斜視図である。 同実施形態の太陽電池モジュールにおける反射面の作用を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の太陽電池モジュールを示す斜視図である。 同実施形態の太陽電池モジュールにおける反射面の作用を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態の太陽光発電装置を示す斜視図である。 同実施形態の太陽光発電装の断面図である。 本発明の第５の実施形態の太陽光発電装置を示す斜視図である。 同実施形態の太陽光発電装置の断面図である。 太陽光の取り出し割合のシミュレーション結果を示す表である。
（第１の実施形態）
　以下、本発明の第１の実施形態について、図１～図６を用いて説明する。
　本実施形態では、太陽電池モジュールを支持枠に組み込んだ太陽光発電装置の例を挙げる。
　図１は、本実施形態の太陽光発電装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、太陽光発電装置を示す断面図である。図３は、太陽電池モジュールの断面図である。図４は、太陽電池モジュールにおける反射面の作用を説明するための図である。図５は、太陽電池モジュールにおける太陽光の取り出し状態のシミュレーション結果を示す図である。図６は、太陽電池素子における吸収波長と強度、吸収感度の関係を示す図である。
　なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
　本実施形態の太陽光発電装置１は、図１に示すように、太陽電池モジュール２と、支持枠８と、から構成されている。太陽電池モジュール２は、平面形状が略矩形状となっている。太陽電池モジュール２の四辺を取り囲むように支持枠８が取り付けられている。支持枠８は、例えばアクリル系接着剤を用いて太陽電池モジュール２に固定される。
　本実施形態の場合、例えば建物の屋根等にこの太陽光発電装置１を設置することによって屋根に太陽光が照射された際に太陽光発電が行われる。太陽光発電装置１は、太陽電池モジュール２や支持枠８の他に、例えば、太陽電池モジュール２から得られる電力を蓄える蓄電池などを備えていても良い。また、建物の屋根に限らず、例えば建物の窓、あるいは自動車の窓に組み込めるような形態としても良い。
　太陽電池モジュール２は、図２に示すように、導光体モジュール３と、太陽電池素子７と、を備えている。この太陽電池モジュール２においては、導光体モジュール３から採り入れた光を太陽電池素子７に導き、太陽電池素子７において光電変換し、電気エネルギーとして取り出す。
　導光体モジュール３は、第１導光体４と、第２導光体５と、低屈折率層６と、を備えている。第１導光体４は、一面側に第１光進行方向変更部４Ｓが形成された平面形状が矩形状の透明な板状体で構成されている。第１導光体４において、第１光進行方向変更部４Ｓが形成された面と反対側の面が光Ｌを入射させる面となる。したがって、太陽光発電装置１を例えば建物の屋根に設置する場合、第１導光体４の第１光進行方向変更部４Ｓが形成された面が内側、第１光進行方向変更部４Ｓが形成された面と反対側の面が外側に向くように設置する。
　第２導光体５は、低屈折率層６を挟んで第１導光体４と対向して配置されている。第１導光体４と第２導光体５の間には、スペーサ９が設けられている。スペーサ９は、第１導光体４と第２導光体５の間の間隔を保持する。第１導光体４の屈折率ｎ１と第２導光体５の屈折率ｎ２は、同じに設定されている（ｎ１＝ｎ２）。
　低屈折率層６は、第１導光体４と第２導光体５の間に配置されており、第１導光体４と第２導光体５のいずれよりも低い屈折率ｎ３を有する。低屈折率層６は、空気層である。なお、第１導光体４と第２導光体５の間は必ずしも空気層である必要はなく、屈折率が第１導光体４と第２導光体５の双方よりも低い層であれば良く、より屈折率が低い媒質であることが望ましい。
　第１導光体４、第２導光体５の構成材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの耐久性に優れ透明性の高い有機材料もしくは無機材料を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
　太陽電池素子７としては、公知のものを使用することができ、例えばアモルファスシリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、化合物系太陽電池等を用いることができる。本実施形態では、太陽電池素子７として化合物系太陽電池を用いる。太陽電池素子７の形状および寸法は、導光体モジュール３の端面内に収まる形状および寸法であれば特に限定されることはない。太陽電池素子７は、例えばタイカ社製のαＧＥＬ（登録商標）を用いて、導光体モジュール３の端面に接着される。
　図６は、太陽電池素子における吸収波長と強度、吸収感度の関係を示す図である。図６において、横軸は吸収波長、縦軸は強度、吸収感度である。図６に示すように、ＩｎＧａＡｓ太陽電池、ＧａＡｓ太陽電池、及びＩｎＧａＡｓ太陽電池等の化合物系太陽電池は、結晶シリコン（ｃ-Ｓｉ）太陽電池およびアモルファスシリコン（ａ-Ｓｉ）太陽電池等のシリコン系太陽電池に比べて、光の吸収波長域は狭いものの強度、吸収感度については高いピークを有する。そのため、強度、吸収感度について高いピークが得られる特定の光の吸収波長域において化合物系太陽電池を使用することにより、シリコン系太陽電池を使用する場合に比べて、太陽光を高効率で電気に変換することが可能となる。
　以下、説明の便宜上、第１導光体４の６つの面のうち、光を入射させる面（図１におけるｘｙ平面に平行な面）を第１主面４ａ、第１主面４ａと対向する面であって第１光進行方向変更部４Ｓが設けられた面を第２主面４ｂ、第１主面４ａおよび第２主面４ｂと交差する面であって光を射出させる面（図１におけるｘｚ平面に平行な面）を第１端面４ｃ、と称する。また、第２導光体５の６つの面のうち、光を入射させる面（図１におけるｘｙ平面に平行な面）であって第２光進行方向変更部５Ｓが設けられた面を第１主面５ａ、第１主面５ａと対向する面を第２主面５ｂ、第１主面５ａおよび第２主面５ｂと交差する面であって光を射出させる面（図１におけるｘｚ平面に平行な面）を第１端面５ｃ、と称する。第１導光体４の第１主面４ａは平坦面となっており、第２導光体５の第２主面５ｂは第１主面４ａと平行な平坦面となっている。
　本実施形態の場合、第１導光体４、第２導光体５は、一例としてアクリル樹脂で形成されているものとする。第１導光体４、第２導光体５の寸法は、一例として、第１主面４ａ，５ａおよび第２主面４ｂ，５ｂとなる矩形の縦横（図２のｘ軸方向およびｙ軸方向）の寸法が２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ（図２のｚ軸方向の寸法）が１０ｍｍである。
　図３に示すように、第１導光体４の第２主面４ｂ側には、第１主面４ａから入射した光を反射させて光の進行方向を第１端面４ｃに向かう方向に変更する第１光進行方向変更部４Ｓが設けられている。第１光進行方向変更部４Ｓは、第１導光体４の第２主面４ｂに形成された複数の三角柱状の凸条４Ａから構成されている。第１導光体４の第１主面４ａの各所から入射した光Ｌ１は、第１端面４ｃの太陽電池素子７が配置された箇所に集束するように第１導光体４内を伝播する。
　一方、第２導光体５の第１主面５ａ側には、第１主面５ａから入射した光を屈折させて光の進行方向を変更する第２光進行方向変更部５Ｓが設けられている。第２光進行方向変更部５Ｓは、第２導光体５の第１主面５ａに形成された複数の三角柱状の凸条５Ａから構成されている。第２導光体５の第１主面５ａの各所から入射した光は、第１端面５ｃの太陽電池素子７が配置された箇所に集束するように第２導光体５内を伝播する。
　本実施形態の場合、光進行方向変更部（４Ｓ，５Ｓ）は、導光体（４，５）自体が加工され、導光体と一体に形成されている。光進行方向変更部は、例えば凸条（４Ａ，５Ａ）の形状を反転させた凹形状を有する金型を用いて樹脂の射出成形を行うなどの方法によって形成することができる。あるいは、元々平坦な第１導光体４の第２主面４ｂ（第２導光体の第１主面５ａ）を切削加工することによって形成しても良い。
　第１導光体４の第２主面４ｂには、複数の凸条４Ａが連続して形成されている。一方、第２導光体５の第１主面５ａには、複数の凸条５Ａが連続して形成されている。各凸条４Ａ，５Ａの形状や寸法は全て同じになっている。
　各凸条（４Ａ，５Ａ）は三角柱状であると説明したが、図３に示すように、導光体（４，５）をｙｚ平面に沿った平面で切断したときの各凸条の断面形状は、正三角形や二等辺三角形ではなく、不等辺三角形である。
　図４に示すように、第１光進行方向変更部４Ｓを構成する各凸条４Ａは、第１傾斜面（急傾斜面Ｔ１ａおよび緩傾斜面Ｔ１ｂ）を有している。急傾斜面Ｔ１ａは第２主面４ｂに対して所定の傾斜角θＡ１（第１の傾斜角）をなし、緩傾斜面Ｔ１ｂは第２主面４ｂに対して急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１より小さい傾斜角θＡ２をなしている。これら２つの第１傾斜面Ｔ１ａ，Ｔ１ｂは、第１主面４ａから入射した光を反射（全反射）させる反射面（第１反射面）として機能する。
　一方、第２光進行方向変更部５Ｓを構成する各凸条５Ａは、第２傾斜面（急傾斜面Ｔ２ａおよび緩傾斜面Ｔ２ｂ）を有している。急傾斜面Ｔ２ａは第１主面５ａに対して所定の傾斜角θＢ１（第２の傾斜角）をなし、緩傾斜面Ｔ２ｂは第１主面５ａに対して急傾斜面Ｔ２ａの傾斜角θＢ１より小さい傾斜角θＢ２をなしている。これら２つの第２傾斜面Ｔ２ａ，Ｔ２ｂは、第１主面５ａから入射した光を屈折させる屈折面として機能する。
　図４に示すように、第１導光体４の第１主面４ａに対して太陽光Ｌ１（第１端面４ｃに相対的に近い位置に入射する太陽光）が入射角θ０で入射したとすると、太陽光Ｌ１は第１主面４ａにおいて屈折角θ１で屈折して第１導光体４内に入射する。その後、急傾斜面Ｔ１ａに入射角θ２で入射した光は、急傾斜面Ｔ１ａにおいて反射角θ２で全反射し、第１主面４ａに平行な仮想平面Ｘに対する角度θｘで第１導光体４内を伝播し、太陽電池素子７に向けて射出される。
　ところで、第１導光体４の第１主面４ａに対する入射位置が第１端面４ｃから相対的に遠い太陽光Ｌ２（入射位置が太陽光Ｌ１の入射位置に比べて第１端面４ｃから遠い太陽光）は、第１導光体４内を伝播する過程において、第１主面４ａと第２主面４ｂとの間における反射回数が太陽光Ｌ１の反射回数より多くなる。
　この太陽光Ｌ２が第１導光体４の第１主面４ａに対して入射角θ０で入射したとすると、太陽光Ｌ２は第１主面４ａにおいて屈折角θ１で屈折して第１導光体４内に入射する。急傾斜面Ｔ１ａに対して入射角θ２で入射した光は、反射角θ２で全反射する。急傾斜面Ｔ１ａにおいて反射角θ２で全反射した光は、第１主面４ａと第２主面４ｂとの間で所定の回数反射した後、第１主面４ａに対して入射角θ３Ａで入射し反射角θ３Ａで全反射する。第１主面４ａにおいて反射角θ３Ａで全反射した光は、緩傾斜面Ｔ１ｂに対して入射角θ４で入射し屈折角θ５で屈折して第２導光体５の第１主面５ａ（緩傾斜面Ｔ２ｂ）に対して入射角θ６で入射する。第２導光体５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して入射角θ６で入射した光は、第２導光体５の緩傾斜面Ｔ２ｂにおいて屈折角θ７で屈折して第２導光体５内に入射する。その後、第２導光体５の第２主面５ｂに入射角θ３Ｂで入射した光は、当該第２主面５ｂにおいて反射角θ３Ｂで全反射し、第２導光体５内を伝播して太陽電池素子７に向けて射出される。
　ここで、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａへの光の入射角θ２は当該急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１に応じて変化する。そのため、急傾斜面Ｔ１ａに入射する光の入射角θ２が急傾斜面Ｔ１ａと空気との界面における臨界角以上となって光が全反射するように、急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１を予め設定しておく。また、第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂへの光の入射角θ４についても当該緩傾斜面Ｔ１ｂの傾斜角θＡ２に応じて変化する。
　一方、第２導光体５の急傾斜面Ｔ２ａへの光の入射角は当該急傾斜面Ｔ２ａの傾斜角θＢ１に応じて変化する。また、第２導光体５の緩傾斜面Ｔ２ｂへの光の入射角θ６は当該緩傾斜面Ｔ２ｂの傾斜角θＢ２に応じて変化する。本実施形態では、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１と第２導光体５の急傾斜面Ｔ２ａの傾斜角θＢ１は同じに設定されている（θＡ１＝θＢ１）。また、第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂの傾斜角θＡ２と第２導光体５の緩傾斜面Ｔ２ｂの傾斜角θＢ２は同じに設定されている（θＡ２＝θＢ２）。
　具体的には、一例として、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１を２４度、第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂの傾斜角θＡ２を２１度、第１導光体４の屈折率ｎ１および第２導光体５の屈折率ｎ２を１．５、外部の空気の屈折率ｎ０および空気層６の屈折率ｎ３を１．０とする。この場合、Snellの法則より、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａもしくは緩傾斜面Ｔ１ｂと空気層６との界面における臨界角は４１度となる。ここで、第１導光体４の第１主面４ａへの太陽光Ｌ１の入射角θ０が２７度以上であったとすると、太陽光Ｌ１が第１導光体４内に入射する際の屈折角θ１は１８度以上となる。すると、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａへの光の入射角θ２は４２度以上となり（θ２＝θ１＋θＡ１）、入射角θ２が臨界角以上であるため（θ２≧４１度）、光Ｌ１は急傾斜面Ｔ１ａで全反射する。
　一方、第２導光体５の第２主面５ｂと外部の空気との界面における臨界角についても４１度となる。同様に、第１導光体４の第１主面４ａへの太陽光Ｌ２の入射角θ０が２７度以上であったとすると、太陽光Ｌ２が第１導光体４内に入射する際の屈折角θ１は１８度以上となる。すると、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａへの光の入射角θ２は４２度以上となり（θ２＝θ１＋θＡ１）、入射角θ２が臨界角以上であるため（θ２≧４１度）、光Ｌ２は急傾斜面Ｔ１ａで全反射する。
　第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａにおいて反射角θ２で全反射した光は、第１主面４ａと第２主面４ｂとの間で所定の回数反射した後、第１主面４ａに対して入射角θ３Ａで入射し反射角θ３Ａで全反射する。ここで、第１導光体４の第１主面４ａへの光Ｌ２の入射角θ３Ａ（当該第１主面４ａにおける光Ｌ２の反射角θ３Ａ）が４１度以上６２度未満であったとすると、第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂへの光の入射角θ４は２０度以上４１度未満となり（θ４＝θ３Ａ－θＡ２）、入射角θ４が臨界角未満であるため（θ４＜４１度）、光Ｌ２は緩傾斜面Ｔ１ｂを透過する。
　第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂへの光の入射角θ４が２０度以上４１度未満であったとすると、光Ｌ２が空気層６内に入射する際の屈折角θ５（第２導光体５の緩傾斜面Ｔ２ｂへの光Ｌ２の入射角θ６）は３１度以上７９度未満となる。すると、光Ｌ２が第２導光体５内に入射する際の屈折角θ７は２０度以上４１度未満となる。
　本実施形態では、第１導光体４の屈折率ｎ１および第２導光体５の屈折率ｎ２が同じである（ｎ１＝ｎ２）。また、第１導光体４の第１傾斜面の傾斜角（緩傾斜面Ｔ１ｂの傾斜角θＡ２）および第２導光体５の第２傾斜面の傾斜角（緩傾斜面Ｔ２ｂの傾斜角θＢ２）が同じである（θＡ２＝θＢ２）。さらに、第１導光体４の第１主面４ａは平坦面となっており、第２導光体５の第２主面は第１主面４ａと平行な平坦面となっている。そのため、第１導光体４の第１主面４ａにおける光Ｌ２の反射角θ３Ａと第２導光体５の第２主面５ｂにおける光Ｌ２の反射角θ３Ｂとは同じ角度となる（θ３Ａ＝θ３Ｂ）。したがって、第１導光体４の第１主面４ａに対して入射角θ３Ａで入射し反射角θ３Ａで全反射した光Ｌ２は、第２導光体５の第２主面５ｂに対して反射角θ３Ａと同じ角度の入射角θ３Ｂで入射し反射角θ３Ｂで全反射する。第２導光体５の第２主面５ｂにおいて反射角θ３Ｂで全反射した光Ｌ２は、第２導光体５内を伝播して太陽電池素子７に向けて射出される。
　以上をまとめると、図４に示すように、第１導光体４の各部に入射する光のうち、第１導光体４の第１主面４ａに対する入射位置が相対的に第１端面４ｃに近い位置で凸条４Ａの急傾斜面Ｔ１ａに入射する光Ｌ１は、急傾斜面Ｔ１ａで全反射して太陽電池素子７に導かれる。一方、第１導光体４の各部に入射する光のうち、第１導光体４の第１主面４ａに対する入射位置が相対的に第１端面４ｃに遠い位置で凸条４Ａの急傾斜面Ｔ１ａに入射する光Ｌ２は、急傾斜面Ｔ１ａで全反射して太陽電池素子７に導かれるまでの経路において所定の回数反射することで全反射条件を満たさなくなる。これにより、光Ｌ２は第１導光体４を透過してしまうものの、第２導光体５の第２主面５ｂで全反射して太陽電池素子７に導かれる。仮に、第２導光体５がなかったとすると、第１導光体４を透過した光は全て外部に漏れてしまうこととなる。
　すなわち、本実施形態においては、第１光進行方向変更部４Ｓを構成する凸条４Ａの急傾斜面Ｔ１ａが光Ｌ１を反射させて当該光１の進行方向を第１端面４ｃに向かう方向に変更する反射面（第１反射面）となり、第２導光体５の第２主面５ｂが第１導光体４を透過し空気層６で屈折して第２導光体５に入射した光Ｌ２を反射させて当該光Ｌ２の進行方向を第１端面５ｃに向かう方向に変更する反射面（第２反射面）となる。
　図５は、太陽電池モジュールにおける太陽光の取り出し状態のシミュレーション結果を示す図である。図５に示すように、第１導光体４の第１主面４ａから入射した光Ｌの一部が第１導光体４内部を伝播して太陽電池素子７に導かれて発電に寄与する一方、残りが第１導光体４から射出された後、第２導光体５内部を伝播して太陽電池素子７に導かれて発電に寄与することになる。なお、図５においては、便宜上、空気層６の図示を省略している。
　本実施形態の太陽光発電装置１においては、第１導光体４および第２導光体５を備えているので、外部からの光を第１導光体４の内部で伝播させて太陽電池素子７に導くことができる。さらに、第１導光体４を透過した光も第２導光体５の内部で伝播させて太陽電池素子７に導くことができる。また、第１導光体４と第２導光体５の間に低屈折率層６が配置されているので、第１導光体４を透過した光が低屈折率層６内に入射する際の屈折角θ５は、第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂにおける入射角θ４より大きくなる。これにより、低屈折率層６に入射した光が第２導光体５に導かれるまでの導光距離を長くすることができる。そのため、第１導光体４を透過した光は、導光過程において第１導光体４と第２導光体５の間で反射する回数が少なくなり、太陽電池素子７に導かれやすくなる。したがって、発電効率の低下を抑制することが可能な太陽電池モジュール２、およびこれを用いた太陽光発電装置１を提供することができる。
　また、第１導光体４の屈折率ｎ１および第２導光体５の屈折率ｎ２が同じであり、第１導光体４の第１傾斜面の傾斜角および第２導光体５の第２傾斜面の傾斜角が同じである。さらに、第１導光体４の第１主面４ａは平坦面となっており、第２導光体５の第２主面は第１主面４ａと平行な平坦面となっている。そのため、第１導光体４および第２導光体５として互いに同じ材料からなり同じサイズの導光体を用いることができる。例えば、第１導光体を２つ用意し一方の第１導光体に対して他方の第１導光体を反転して低屈折率層を挟んで対向配置することにより、当該他方の第１導光体を第２導光体として用いることができる。したがって、製造コストを低減することができる。
　また、第１導光体４と第２導光体５の間にスペーサ９が設けられているので、第１導光体４の第２主面４ｂと第２導光体５の第１主面５ａとが接触することなく、第１導光体４と第２導光体５の間に所定の厚みの低屈折率層６を介在させることができる。そのため、第１導光体４を透過した光が低屈折率層６を介さずにそのまま第２導光体５に入射してしまうことを抑制することができる。したがって、発電効率の低下を安定して抑制することができ、信頼性の向上を図ることができる。
　また、低屈折率層６は空気層であるので低屈折率層６の屈折率を容易且つ十分に低くすることができる。そのため、第１導光体４を透過した光は太陽電池素子７に格段に導かれやすくなる。
　ここで、本発明者は、本実施形態の太陽光発電装置１の効果を実証するために、太陽光の取り出し割合のシミュレーションを行った（図１６参照）。ここで、太陽光の取り出し割合とは、第１導光体４の第１主面４ａに入射する太陽光の照射量の割合を１００％としたときに導光体モジュール３の端面（第１導光体４の第１端面４ｃと第２導光体５の第１端面５ｃの少なくとも一方）に集光される光量の割合（％）である。実施例１のシミュレーションの条件は、第１導光体４の縦横寸法を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、第１導光体４の厚さを１０ｍｍ、第２導光体５の縦横寸法を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、第２導光体５の厚さを１０ｍｍとした。また、第１導光体４の屈折率を１．５、第２導光体５の屈折率を１．５、空気の屈折率を１．０とした。実施例１の太陽電池モジュール２に対して第１導光体４の第１主面４ａ側から太陽光を照射したときの太陽光の取り出し割合は３５．９９６％であった。
　なお、太陽電池素子７の出力条件は、ＪＩＳで規定されたエアマスＡＭ１．５を基準としており、このとき、第１導光体４の第１主面４ａへの太陽光の入射角は略４２度となる。一方、比較例として、第２導光体５を用いることなく第１導光体４のみを用いて上記シミュレーションを行ったところ、比較例の太陽光の取り出し割合は２６．３２６％であった。このように、本実施形態の太陽光発電装置１によれば、第２導光体５を用いない場合の約１．４倍というように、太陽電池素子７への入光効率が増加し、発電効率の向上を図ることができることが判った。
（第１の実施形態の第１の変形例）
　以下、本実施形態の第１の変形例について、図７を用いて説明する。
　本変形例の太陽電池モジュールの基本構成は上記実施形態と同様であり、太陽光の入射方向が上記実施形態と異なるのみである。
　図７は、本変形例の太陽電池モジュール２を示す断面図である。
　なお、図７において、上記実施形態で用いた図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、図７においては、便宜上、第２導光体５の第２主面５ｂから入射する光のみを図示している。本変形例においては、第２導光体５の第２主面５ｂから入射する光についてのみ説明し、第１導光体４の第１主面４ａから入射する光についての説明は省略する。
　本変形例の太陽電池モジュール２においては、第１導光体４の第１主面４ａのみならず第２導光体５の第２主面５ｂにおいても外部から光が入射する構成となっている。
　図７に示すように、第２導光体５の第１主面５ａには、第２導光体５の第２主面５ｂから入射した光を反射させて当該光の進行方向を第１端面５ｃに向かう方向に変更する第２光進行方向変更部５Ｓが設けられている。第２光進行方向変更部５Ｓは、第２導光体５の第１主面５ａに形成された複数の三角柱状の凸条５Ａから構成されている。
　第２光進行方向変更部５Ｓを構成する各凸条５Ａは、第２傾斜面（急傾斜面Ｔ２ａおよび緩傾斜面Ｔ２ｂ）を有している。急傾斜面Ｔ２ａは第１主面５ａに対して所定の傾斜角θＢ１をなし、緩傾斜面Ｔ２ｂは第１主面５ａに対して急傾斜面Ｔ２ａの傾斜角θＢ１より小さい傾斜角θＢ２をなしている。これら２つの傾斜面Ｔ２ａ，Ｔ２ｂは、第２主面５ｂから入射した光を反射させる反射面として機能する。
　一方、第１光進行方向変更部４Ｓを構成する各凸条４Ａは、急傾斜面Ｔ１ａと緩傾斜面Ｔ１ｂとを有している。急傾斜面Ｔ１ａは第２主面４ｂに対して所定の傾斜角θＡ１をなし、緩傾斜面Ｔ１ｂは第２主面４ｂに対して急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１より小さい傾斜角θＡ２をなしている。これら２つの傾斜面Ｔ１ａ，Ｔ１ｂは、第２導光体５を透過して第１導光体４に入射した光を屈折させる屈折面として機能する。
　本変形例２の太陽電池モジュール２においては、第１導光体４の第１主面４ａと第２導光体５の第２主面５ｂの両面から光を取り込むことができる。そのため、太陽電池モジュール２の一面から光を取り込む構成に比べて、太陽電池素子７への入光効率を増加させて発電効率の向上を図ることができる。
（第２の実施形態）
　以下、本発明の第２の実施形態について、図８および図９を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュールの基本構成は第１の実施形態と同様であり、第２導光体の屈折率が第１の実施形態と異なるのみである。
　図８は、本実施形態の太陽電池モジュールを示す斜視図である。
　図９は、太陽電池モジュールにおける反射面の作用を説明するための図である。
　なお、図８および図９において、第１の実施形態で用いた図１および図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、図９においては、便宜上、第１導光体４を透過して第２導光体１５内を伝播する光Ｌ２のみを図示している。本実施形態においては、第１導光体４を透過して第２導光体１５内を伝播する光Ｌ２についてのみ説明し、第１導光体４を透過せずに第１導光体４内のみを伝播する光Ｌ１についての説明は省略する。
　本実施形態の太陽電池モジュール１２においては、第２導光体１５の屈折率ｎ２は、第１導光体４の屈折率ｎ１より小さく設定されている（ｎ２＜ｎ１）。第２導光体１５の構成材料としては、例えば、屈折率が約１．３の非晶質フッ素樹脂からなる低屈折率材料を用いることができる。なお、第１の実施形態と同様、第１導光体４の構成材料としてはアクリル樹脂（屈折率１．５）を用い、低屈折率層６は空気層（屈折率１．０）とする。
　図９に示すように、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａにおいて反射角θ２で全反射した光は、第１主面４ａと第２主面４ｂとの間で所定の回数反射した後、第１主面４ａに対して入射角θ３で入射し反射角θ３で全反射する。第１主面４ａにおいて反射角θ３で全反射した光は、緩傾斜面Ｔ１ｂに対して入射角θ４で入射し屈折角θ５で屈折して第２導光体１５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して入射角θ６で入射する。第２導光体１５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して入射角θ６で入射した光は、第２導光体１５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して屈折角θ７で屈折して第２導光体１５内に入射する。この場合、Snellの法則より、緩傾斜面Ｔ２ｂにおける屈折角θ７は、緩傾斜面Ｔ１ｂにおける入射角θ４より大きくなる（θ７＞θ４）。第２導光体１５の第２主面１５ｂに入射角θ8で入射した光は、当該第２主面１５ｂにおいて反射角θ８で全反射する。この場合、Snellの法則より、第２主面１５ｂにおける光の反射角θ８は、第１主面４ａにおける反射角θ３より大きくなる（θ８＞θ３）。その後、第２主面１５ｂにおいて反射角θ８で全反射した光は、第２導光体１５内を伝播して太陽電池素子７に向けて射出される。
　本実施形態の太陽電池モジュール１２においては、第２導光体１５の屈折率ｎ２が第１導光体４の屈折率ｎ１より小さく設定されているので、Snellの法則より、第１導光体４を透過した光が第２導光体１５の第２主面５ｂで全反射するときの反射角θ８は、第１導光体４の第１主面４ａにおける反射角θ３より大きくなる。これにより、第１実施形態の構成に比べて、第２導光体１５に入射した光が太陽電池素子７に導かれるまでの導光距離を長くすることができる。また、光が第１主面１５ａと第２主面１５ｂとの間で反射する回数を少なくすることができる。そのため、第２導光体１５に入射した光は太陽電池素子７に導かれやすくなる。したがって、発電効率の低下を抑制することが可能となる。
　ここで、本発明者は、本実施形態の太陽電池モジュール１２の効果を実証するために、太陽光の取り出し割合のシミュレーションを行った（図１６参照）。実施例２のシミュレーションの条件は、第１導光体４の縦横寸法を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、第１導光体４の厚さを１０ｍｍ、第２導光体１５の縦横寸法を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、第２導光体１５の厚さを１０ｍｍとした。また、第１導光体４の屈折率を１．５、第２導光体１５の屈折率を１．３、空気の屈折率を１．０とした。実施例２の太陽電池モジュール１２に対して第１導光体４の第１主面４ａ側から太陽光を照射したときの太陽光の取り出し割合は３７．２３２％であった。
　なお、太陽電池素子７の出力条件は、ＪＩＳで規定されたエアマスＡＭ１．５を基準としており、このとき、第１導光体４の第１主面４ａへの太陽光の入射角は略４２度となる。一方、比較例として、第２導光体１５を用いることなく第１導光体４のみを用いて上記シミュレーションを行ったところ、比較例の太陽光の取り出し割合は２６．３２６％であった。このように、本実施形態の太陽電池モジュール１２によれば、第２導光体１５を用いない場合の約１．４倍というように、太陽電池素子７への入光効率が増加し、発電効率の向上を図ることができることが判った。
（第３の実施形態）
　以下、本発明の第３の実施形態について、図１０および図１１を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュールの基本構成は第１の実施形態と同様であり、第２導光体の第２傾斜面の傾斜角が第１の実施形態と異なるのみである。
　図１０は、本実施形態の太陽電池モジュールを示す斜視図である。
　図１１は、太陽電池モジュールにおける反射面の作用を説明するための図である。
　なお、図１０および図１１において、第１の実施形態で用いた図１および図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、図１１においては、便宜上、第１導光体４を透過して第２導光体２５内を伝播する光Ｌ２のみを図示している。本実施形態においては、第１導光体４を透過して第２導光体２５内を伝播する光Ｌ２についてのみ説明し、第１導光体４を透過せずに第１導光体４内のみを伝播する光Ｌ１についての説明は省略する。
　本実施形態の太陽電池モジュール２２においては、図１１に示すように、第２導光体２５の第２傾斜面の傾斜角が第１導光体４の第１傾斜面の傾斜角より大きく設定されている。具体的には、第２導光体２５の急傾斜面Ｔ２ａの傾斜角θＢ１が第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１より大きく設定されており、第２導光体２５の緩傾斜面Ｔ２ｂの傾斜角θＢ２が第１導光体４の緩傾斜面Ｔ１ｂの傾斜角θＡ２より大きく設定されている。なお、第１の実施形態と同様、第１導光体４および第２導光体２５の構成材料としてはアクリル樹脂（屈折率１．５）を用い、低屈折率層６は空気層（屈折率１．０）とする。
　図１１に示すように、第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａにおいて反射角θ２で全反射した光は、第１主面４ａと第２主面４ｂとの間で所定の回数反射した後、第１主面４ａに対して入射角θ３で入射し反射角θ３で全反射する。第１主面４ａにおいて反射角θ３で全反射した光は、緩傾斜面Ｔ１ｂに対して入射角θ４で入射し屈折角θ５で屈折して第２導光体２５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して入射角θ６で入射する。第２導光体２５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して入射角θ６で入射した光は、第２導光体２５の緩傾斜面Ｔ２ｂに対して屈折角θ７で屈折して第２導光体２５内に入射する。第２導光体２５の第２主面２５ｂに入射角θ８で入射した光は、当該第２主面２５ｂにおいて反射角θ８で全反射する。この場合、第２導光体２５の急傾斜面Ｔ２ａの傾斜角θＢ１が第１導光体４の急傾斜面Ｔ１ａの傾斜角θＡ１より大きく設定されているため、第２主面２５ｂにおける光の反射角θ８は、第１主面４ａにおける反射角θ３より大きくなる（θ８＞θ３）。その後、第２主面２５ｂにおいて反射角θ８で全反射した光は、第２導光体２５内を伝播して太陽電池素子７に向けて射出される。
　本実施形態の太陽電池モジュール２２においては、第２導光体２５の傾斜面の傾斜角が第１導光体４の傾斜面の傾斜角より大きく設定されているので、第１導光体４を透過した光が第２導光体２５の第２主面２５ｂで全反射するときの反射角θ８は、第１導光体４の第１主面４ａにおける反射角θ３より大きくなる。これにより、第１実施形態の構成に比べて、第２導光体２５に入射した光が太陽電池素子７に導かれるまでの導光距離を長くすることができる。また、光が第１主面２５ａと第２主面２５ｂとの間で反射する回数を少なくすることができる。そのため、第２導光体２５に入射した光は太陽電池素子７に導かれやすくなる。したがって、発電効率の低下を抑制することが可能となる。
　ここで、本発明者は、本実施形態の太陽電池モジュール２２の効果を実証するために、太陽光の取り出し割合のシミュレーションを行った（図１６参照）。実施例３のシミュレーションの条件は、第１導光体４の縦横寸法を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、第１導光体４の厚さを１０ｍｍ、第２導光体２５の縦横寸法を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、第２導光体２５の厚さを１０ｍｍとした。また、第１導光体４の屈折率を１．５、第２導光体２５の屈折率を１．５、空気の屈折率を１．０とした。また、第２導光体２５の第２傾斜面の傾斜角を第１導光体４の第１傾斜面の傾斜角より大きく設定した。実施例３の太陽電池モジュール２２に対して第１導光体４の第１主面４ａ側から太陽光を照射したときの太陽光の取り出し割合は３５．９７６％であった。
　なお、太陽電池素子７の出力条件は、ＪＩＳで規定されたエアマスＡＭ１．５を基準としており、このとき、第１導光体４の第１主面４ａへの太陽光の入射角は略４２度となる。一方、比較例として、第２導光体２５を用いることなく第１導光体４のみを用いて上記シミュレーションを行ったところ、比較例の太陽光の取り出し割合は２６．３２６％であった。このように、本実施形態の太陽電池モジュール２２によれば、第２導光体２５を用いない場合の約１．４倍というように、太陽電池素子７への入光効率が増加し、発電効率の向上を図ることができることが判った。
（第４の実施形態）
　以下、本発明の第４の実施形態について、図１２および図１３を用いて説明する。
　図１２は、本実施形態の太陽光発電装置の概略構成を示す斜視図である。
　図１３は、太陽光発電装置を示す断面図である。
　なお、図１２および図１３において、第１の実施形態で用いた図１および図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
　本実施形態の太陽光発電装置３０においては、図１３に示すように、中心線ＣＬよりも右側（＋Ｙ方向側）の部分の構成は第１の実施形態と共通である。ところが、中心線ＣＬよりも左側（－Ｙ方向側）の部分の構成が第１の実施形態と異なる。すなわち、太陽光発電装置３０は、中心線ＣＬを基準として左右対称の構成となっている。その他の構成は第１実施形態と同一である。
　図１２および図１３に示すように、太陽光発電装置３０は、太陽電池モジュール３２と、太陽電池素子３７と、支持枠３８と、から構成されている。支持枠３８は平面形状が略矩形状であり、太陽電池モジュール３２および太陽電池素子３７を取り囲むように取り付けられている。
　太陽電池モジュール３２は、導光体モジュール３３と、太陽電池素子７と、を備えている。この太陽電池モジュール３２においては、導光体モジュール３３から採り入れた光を太陽電池素子７，３７に導き、太陽電池素子７，３７において光電変換し、電気エネルギーとして取り出す。
　導光体モジュール３３は、第１導光体３４と第２導光体３５と低屈折率層６と、を備えている。第１導光体３４は、第１主面３４ａおよび第２主面３４ｂに接するとともに第１端面３４ｃ１と対向する第２端面３４ｃ２を有する。第２導光体３５は、第１主面３５ａおよび第２主面３５ｂに接するとともに第１端面３５ｃ１と対向する第２端面３５ｃ２を有する。
　第１導光体３４の第２主面３４ｂには、第１主面３４ａから入射した光を反射させて光の進行方向を変更する第１光進行方向変更部３４Ｓが設けられている。第１光進行方向変更部３４Ｓは、第１主面３４ａから入射した光Ｌ１を第１端面３４ｃ１の側に向けて反射させる第１端面側反射部３４Ｓ１と、第１主面３４ａから入射した光Ｌ２を第２端面３４ｃ２の側に向けて反射させる第２端面側反射部３４Ｓ２と、を有する。第１光進行方向変更部３４Ｓは、第１端面側反射部３４Ｓ１の反射面の面積と第２端面側反射部３４Ｓ２の反射面の面積とが同じに設定されている。
　第１端面側反射部３４Ｓ１は、第１導光体３４の第２主面３４ｂにおいて中心線ＣＬよりも右側（＋Ｙ方向側）の部分に形成された複数の三角柱状の凸条３４Ａ１から構成されている。第２端面側反射部３４Ｓ２は、第１導光体３４の第２主面３４ｂにおいて中心線ＣＬよりも左側（－Ｙ方向側）の部分に形成された複数の三角柱状の凸条３４Ａ２から構成されている。凸条３４Ａ１および凸条３４Ａ２は、中心線ＣＬを基準として左右対称の形状となっている。第１導光体３４の第１主面３４ａの各所から入射した光の一部は、第１端面側反射部３４Ｓ１で反射して第１端面３４ｃ１の太陽電池素子７が配置された箇所に集束するように第１導光体３４内を伝播する。残りの一部は、第２端面側反射部３４Ｓ２で反射して第２端面３４ｃ２の太陽電池素子３７が配置された箇所に集束するように第１導光体３４内を伝播する。
　一方、第２導光体３５の第１主面３５ａには、第１導光体３４を透過して自身の第１主面３５ａから入射した光を屈折させて光の進行方向を変更する第２光進行方向変更部３５Ｓが設けられている。第２光進行方向変更部３５Ｓは、第１主面３５ａから入射した光を第１端面３５ｃ１の側に向けて屈折させる第１端面側屈折部３５Ｓ１と、第１主面３５ａから入射した光を第２端面３５ｃ２の側に向けて屈折させる第２端面側屈折部３５Ｓ２と、を有する。第２光進行方向変更部３５Ｓは、第１端面側屈折部３５Ｓ１の屈折面の面積と第２端面側屈折部３５Ｓ２の屈折面の面積とが同じに設定されている。
　第１端面側屈折部３５Ｓ１は、第２導光体３５の第１主面３５ａにおいて中心線ＣＬよりも右側（＋Ｙ方向側）の部分に形成された複数の三角柱状の凸条３５Ａ１から構成されている。第２端面側屈折部３５Ｓ２は、第２導光体３５の第１主面３５ａにおいて中心線ＣＬよりも左側（－Ｙ方向側）の部分に形成された複数の三角柱状の凸条３５Ａ２から構成されている。凸条３５Ａ１および凸条３５Ａ２は、中心線ＣＬを基準として左右対称の形状となっている。第１導光体３４を透過して第２導光体３５の第１主面３５ａの各所から入射した光の一部は、第１端面側屈折部３５Ｓ１で屈折して第１端面３５ｃ１の太陽電池素子７が配置された箇所に集束するように第２導光体３５内を伝播する。残りの一部は、第２端面側屈折部３５Ｓ２で屈折して第２端面３５ｃ２の太陽電池素子３７が配置された箇所に集束するように第２導光体３５内を伝播する。
　本実施形態の太陽光発電装置３０においては、第１導光体３４の第１主面３４ａに対して複数の異なる角度成分を有する光が入射する場合であっても、第１主面３４ａから入射した光を第１端面３４ｃ１の側および第２端面３４ｃ２の側に向けて反射することができる。このため、太陽光発電装置３０を設置する際に太陽の向きを考慮する必要がなくなる。例えば、太陽光発電装置３０を東向きに設置した場合、太陽が昇るまで（朝から昼まで）は第１端面側反射部３４Ｓ１で太陽光を反射させて太陽電池素子７に集束させることができ、太陽が沈むまで（昼から夕方まで）は第２端面側反射部３４Ｓ２で太陽光を反射させて太陽電池素子３７に集束させることができる。これに対して、第１端面側反射部３４Ｓ１と第２端面側反射部３４Ｓ２のいずれか一方のみを有する構成であると、太陽が昇ってから沈むまでの間、第１主面３４ａから入射した光は太陽電池素子７と太陽電池素子３７のいずれか一方に集中して集束されることとなる。したがって、本実施形態の太陽光発電装置３０においては、太陽が昇ってから沈むまでの間、第１主面３４ａから入射した光を太陽電池素子７と太陽電池素子３７の双方から取り込むことが可能となる。
　また、第１光進行方向変更部３４Ｓにおける第１端面側反射部３４Ｓ１の反射面の面積と第２端面側反射部３４Ｓ２の反射面の面積とが同じであるため、太陽が昇ってから沈むまでの間、第１主面３４ａから入射した光を太陽電池素子７と太陽電池素子３７との間でバランスよく取り込むことが可能となる。
（第５の実施形態）
　以下、本発明の第５の実施形態について、図１４および図１５を用いて説明する。
　本実施形態の太陽光発電装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、導光体モジュールの設置数が第１の実施形態と異なるのみである。
　図１４は、本実施形態の太陽光発電装置の概略構成を示す斜視図である。
　図１５は、太陽光発電装置を示す断面図である。
　なお、図１４および図１５において、第１の実施形態で用いた図１および図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
　本実施形態の太陽光発電装置４０においては、図１４に示すように、導光体モジュール３が複数（ここでは２台）設けられており、各導光体モジュール３は低屈折率層４６を挟んで互いに対向して配置されている。このように、導光体モジュール３は２台設けられていてもよいし、３台以上設けられていてもよい。
　太陽光発電装置４０は、太陽電池モジュール４２と、支持枠４８と、から構成されている。支持枠４８は平面形状が略矩形状であり、太陽電池モジュール４２を取り囲んで構成されている。太陽電池モジュール４２は、導光体ユニット４３と、太陽電池素子４７と、を備えている。導光体ユニット４３は、第１導光体モジュール３Ａと、第２導光体モジュール３Ｂと、低屈折率層４６と、を備えている。なお、第１導光体モジュール３Ａと第２導光体モジュール３Ｂの間には、必要に応じてスペーサを配置してもよい。
　図１５に示すように、第１導光体モジュール４３Ａに入射した光の一部は、第１導光体モジュール４３Ａ内部を伝播して太陽電池素子４７に導かれて発電に寄与する。一方、残りの一部は、第１導光体モジュール４３Ａから射出された後、第２導光体モジュール４３Ｂ内部を伝播して太陽電池素子４７に導かれて発電に寄与する。
　本実施形態の太陽光発電装置４０においては、外部からの光を第１導光体モジュール４３Ａの内部で伝播させて太陽電池素子４７に導くことができ、さらに、第１導光体モジュール４３Ａを透過した光を第２導光体モジュール４３Ｂの内部で伝播させて太陽電池素子４７に導くことができる。したがって、発電効率の低下を確実に抑制することが可能となる。
　なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば上記実施形態では、導光体として板状体を用いたが、導光体の形状は板状体に限定されることなく、例えば棒状体であっても良く、適宜変更が可能である。その他、上記実施形態における各種構成要素の形状、寸法、数、配置、構成材料、製造方法等については、上記実施形態で例示したものに限らず、適宜変更が可能である。
　本発明は、太陽電池モジュール、もしくは太陽光発電装置に利用可能である。
　１，３０，４０　　太陽光発電装置
　２，１２，２２，３２，４２　　太陽電池モジュール
　３，３Ａ，３Ｂ，１３，２３，３３　　導光体モジュール
　４，３４　　第１導光体
　４ａ，３４ａ　　第１導光体の第１主面
　４ｂ，３４ｂ　　第１導光体の第２主面
　４ｃ，３４ｃ１　　第１導光体の第１端面
　４Ｓ，３４Ｓ　　第１光進行方向変更部
　５，１５，２５，３５　　第２導光体
　５ａ，１５ａ，２５ａ，３５ａ　　第２導光体の第１主面
　５ｂ，１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ　　第２導光体の第２主面
　５ｃ，１５ｃ，２５ｃ，３５ｃ１　　第２導光体の第１端面
　５Ｓ，１５Ｓ，２５Ｓ，３５Ｓ　　第２光進行方向変更部
　６　　低屈折率層
　７，３７，４７　　太陽電池素子
　９　　スペーサ
　３４Ｓ１　　第１端面側反射部
　３４ｃ２　　第１導光体の第２端面
　３４Ｓ２　　第２端面側反射部
　３５ｃ２　　第２導光体の第２端面
　ｎ１　　第１導光体の屈折率
　ｎ２　　第２導光体の屈折率
　Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ　　第１傾斜面
　Ｔ２ａ，Ｔ２ｂ　　第２傾斜面
　θＡ１，θＡ２　　第１傾斜面の傾斜角（第１の傾斜角）
　θＢ１，θＢ２　　第２傾斜面の傾斜角（第２の傾斜角）

Claims (14)

  1. 　互いに対向して配置された第１導光体と第２導光体と、前記第１導光体と前記第２導光体との間に配置された低屈折率層と、を有する導光体モジュールと、
    　前記導光体モジュールから射出された光を受光する太陽電池素子と、を備え、
    　前記第１導光体は、第１主面と第２主面と前記第１主面および前記第２主面に接する第１端面とを有し、外部からの第１の光を前記第１主面から入射させ内部を伝播させて前記第１端面から射出させ、
    　前記第２導光体は、第１主面と第２主面と前記第１主面および前記第２主面に接する第１端面とを有し、前記第１導光体を透過した第２の光を前記第２導光体の前記第１主面から入射させ内部を伝播させて前記第２導光体の前記第１端面から射出させ、
    　前記低屈折率層は、前記第１導光体と前記第２導光体のいずれの屈折率よりも低い屈折率を有し、
    　前記太陽電池素子は、前記第１導光体の前記第１端面から射出された前記第１の光と、前記第２導光体の前記第１端面から射出された前記第２の光と、を受光し、
    　前記第１導光体の前記第２主面は、前記第１導光体の前記第１主面から入射した前記第１の光を反射させて当該光の進行方向を変更する第１反射面を有し、
    　前記第２導光体の前記第２主面は、前記第１導光体の前記第１主面から入射して前記第１導光体を透過し、前記低屈折率層で屈折して前記第２導光体に入射した前記第２の光を反射させて当該光の進行方向を変更する第２反射面を有する太陽電池モジュール。
  2. 　前記第１導光体の前記第２主面は、前記第１導光体の前記第１主面から入射した前記第１の光を反射させて当該第１の光の進行方向を変更する第１光進行方向変更部を有し、
    　前記第１光進行方向変更部は、前記第１導光体の前記第２主面に対して第１の傾斜角をなすように傾斜し、前記第１導光体の前記第１主面から入射した前記第１の光を反射させる前記第１反射面を構成する第１傾斜面を有する請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記第２導光体の前記第１主面は、前記第２導光体の前記第２主面から入射した第３の光を反射させて当該第３の光の進行方向を変更する第２光進行方向変更部を有し、
    　前記第２光進行方向変更部は、前記第２導光体の前記第１主面に対して第２の傾斜角をなすように傾斜し、前記第２導光体の前記第２主面から入射した前記第３の光を反射させる第２傾斜面を有する請求項２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記第１の傾斜角と前記第２の傾斜角は、同じである請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記第２の傾斜角は前記第１の傾斜角より大きい請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記第１導光体の前記第１主面は、平坦面となっており、
    　前記第２導光体の前記第２主面は、前記第１主面と平行な平坦面となっている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　前記第１導光体の屈折率と前記第２導光体の屈折率は、同じである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  8. 　前記第２導光体の屈折率は、前記第１導光体の屈折率より小さい請求項１ないし６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  9. 　前記第１導光体と前記第２導光体の間に、前記第１導光体と前記第２導光体の間の間隔を保持するスペーサを備える請求項１ないし８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  10. 　前記低屈折率層は、空気層である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  11. 　前記第１導光体は、前記第１主面および前記第２主面に接するとともに前記第１端面と対向する第２端面を有し、
    　前記第１光進行方向変更部は、前記第１導光体の前記第１主面から入射した第４の光を前記第１端面の側に向けて反射させる第１端面側反射部と、前記第１導光体の前記第１主面から入射した第５の光を前記第２端面の側に向けて反射させる第２端面側反射部と、を有する請求項２ないし１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  12. 　前記第１光進行方向変更部は、前記第１端面側反射部の反射面の面積と前記第２端面側反射部の反射面の面積とが同じである請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
  13. 　前記導光体モジュールと同一の構造を有し、互いに対向して配置されている複数の導光体モジュールを備える請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
  14. 　請求項１～１３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを備える太陽光発電装置。
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