WO2013005746A1 - 太陽電池用カバー部材および太陽電池 - Google Patents

太陽電池用カバー部材および太陽電池 Download PDF

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WO2013005746A1
WO2013005746A1 PCT/JP2012/067004 JP2012067004W WO2013005746A1 WO 2013005746 A1 WO2013005746 A1 WO 2013005746A1 JP 2012067004 W JP2012067004 W JP 2012067004W WO 2013005746 A1 WO2013005746 A1 WO 2013005746A1
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WO
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solar cell
transparent resin
diffraction grating
resin layer
cover member
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PCT/JP2012/067004
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Inventor
康宏 池田
寛 坂本
海田　由里子
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旭硝子株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
    • G02B5/1819—Plural gratings positioned on the same surface, e.g. array of gratings
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell cover member (for example, a solar cell cover glass) having a diffraction grating and a solar cell in which the solar cell cover member is provided on the light incident side.
  • a solar cell cover member for example, a solar cell cover glass
  • Solar cells are usually attached to a pedestal or roof with the light incident surface facing south and inclined at a predetermined angle. Moreover, it may be attached to the roof of a vehicle (automobile or the like) with the light incident surface substantially horizontal.
  • the incident angle of sunlight on the incident surface is large, such as in the morning and evening, the incident angle of sunlight is small (that is, the sun is positioned almost in front of the incident surface of the solar cell). It is well known that the efficiency of capturing sunlight is lower than in the daytime.
  • the present invention provides a solar cell cover member capable of improving the efficiency of capturing sunlight into a solar cell in a wide range of incident angles of sunlight, and a power generation efficiency in a wide range of incident angles of sunlight.
  • a solar cell that can be improved.
  • the solar cell cover member of the present invention is a solar cell cover member having a transparent surface material and a diffraction grating sheet, wherein the diffraction grating sheet has a first main surface and a second main surface parallel to each other.
  • a transparent resin layer and a diffraction grating composed of a plurality of grating lines arranged in parallel with each other at a predetermined pitch, and the grating lines are made of a thin film made of a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer.
  • the diffraction grating sheet is embedded in the transparent resin layer such that the grating lines extend in parallel in the length direction with respect to the first main surface and the second main surface of the transparent resin layer. It is characterized by that.
  • the diffraction grating sheet preferably further includes a first transparent substrate in contact with the first main surface.
  • the lattice line is formed so that the length direction extends parallel to the first main surface and the second main surface of the transparent resin layer, and the surface of the thin film has a gradient. It is preferably embedded in the layer.
  • the lattice lines are preferably made of a dielectric thin film having a higher refractive index than the transparent resin layer.
  • the refractive index of the dielectric thin film constituting the lattice line is preferably 0.0001 to 1.8 higher than the refractive index of the transparent resin layer.
  • the transparent face material is preferably a glass plate.
  • the cover member for a solar cell of the present invention may be a laminated glass in which two glass plates and a diffraction grating sheet sandwiched therebetween are bonded via an intermediate film.
  • the cover member for solar cells of the present invention may be a sheet-attached glass in which a diffraction grating sheet is attached to the surface of a glass plate.
  • the solar cell of the present invention is characterized in that the solar cell cover member of the present invention is provided on the incident side of sunlight.
  • the solar cell cover member of the present invention it is possible to improve the efficiency of taking sunlight into the solar cell over a wide range of incident angles of sunlight.
  • the solar cell of the present invention can improve the power generation efficiency as compared with the conventional solar cell in a wide range of incident angles of sunlight.
  • Transparent in the present invention means that visible light and infrared light are transmitted.
  • the refractive index in the present invention is a refractive index at a wavelength of 589 nm.
  • Each dimension of the diffraction grating sheet in the present invention is an average value obtained by measuring each dimension at three positions in a transmission electron microscope (TEM) image or an atomic force microscope (AFM) image of the cross section of the diffraction grating sheet. .
  • the cover member for solar cells of this invention is a member (for example, cover glass for solar cells) provided in the light incident side of a solar cell, Comprising: It has a transparent surface material and the diffraction grating sheet mentioned later.
  • the transparent face material examples include a glass plate or a transparent resin plate, and it has not only high transparency to sunlight but also light resistance, weather resistance, corrosion resistance, surface scratch resistance, and high mechanical strength. From the point of view, the glass plate is most preferable.
  • the transparent surface material may be referred to as a glass plate.
  • the glass plate may be obtained by a float method or a downdraw method, or may be a template glass.
  • the material for the glass plate include soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, alkali-free glass, and the like. Among them, high transmittance glass (commonly called white plate glass) with low iron content and small bluishness is preferable. In order to enhance safety, tempered glass may be used.
  • the material of the transparent resin plate include highly transparent resin materials (such as polycarbonate and polymethyl methacrylate).
  • the transparent face material may be subjected to a surface treatment in order to improve the interfacial adhesive force with other layers.
  • a surface treatment method include a method of treating the surface of the glass plate with a silane coupling agent.
  • the thickness of the transparent face material is usually 1 to 6 mm in the case of a glass plate, and usually 0.1 to 3 mm in the case of a transparent resin plate.
  • the diffraction grating sheet has a transparent resin layer having a first main surface and a second main surface parallel to each other, and a diffraction grating composed of a plurality of grating lines arranged in parallel with each other at a predetermined pitch,
  • the lattice lines are made of a thin film made of a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer, and the lattice lines extend in parallel in the length direction with respect to the first main surface and the second main surface of the transparent resin layer. Embedded in the transparent resin layer.
  • a diffraction grating sheet in which a grating line made of a thin film of a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer is embedded in the transparent resin layer, a normal diffraction grating made of a plurality of ridges is formed on the surface (for example, compared with the diffraction grating sheet of Example 2 (comparative example) described later), the efficiency of taking sunlight into the solar cell can be improved in a wide range of incident angles of sunlight.
  • the solar cell cover member examples include the following (1) and (2).
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a solar cell cover member of the present invention.
  • the solar cell cover member 3 is a laminated glass in which two glass plates 50 and a diffraction grating sheet 1 (described later) sandwiched therebetween are bonded together via an intermediate film 52.
  • the glass plate 50 the glass plate which consists of the material mentioned above is mentioned.
  • the intermediate film 52 an intermediate film (polyvinyl butyral film or the like) used for a known laminated glass may be used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the solar cell cover member of the present invention.
  • the solar cell cover member 4 is a sheet-attached glass having a glass plate 50 and a diffraction grating sheet 2 to be described later attached to the surface of the glass plate 50 via an adhesive layer 60.
  • FIG. 60 As the pressure-sensitive adhesive layer 60, a known pressure-sensitive adhesive sheet or the like used when various films are stuck on a glass plate may be used.
  • the cover member for solar cells of this invention should just have a transparent surface material and the diffraction grating sheet mentioned later, and is not limited to what is shown in FIG. 1, FIG.
  • the diffraction grating sheet provided with the diffraction grating does not have a transparent substrate (that is, does not have the first transparent substrate 32 and the second transparent substrate 34 as in FIG. 1), the transparent resin layer 10 and A diffraction grating sheet composed of only the diffraction grating 20 may be used.
  • the diffraction grating sheet may be a diffraction grating sheet having either one of the first transparent substrate 32 and the second transparent substrate 34 on the surface of the transparent resin layer 10.
  • the cover member for solar cells which has the lamination type diffraction grating sheet
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a diffraction grating sheet
  • FIG. 4 is a perspective view showing a transparent resin layer in the diffraction grating sheet.
  • the diffraction grating sheet 1 includes a flat transparent resin layer 10 having a first main surface 18 and a second main surface 19 that are parallel to each other; and embedded in the transparent resin layer 10 in parallel with each other at a predetermined pitch Pp.
  • a diffraction grating 20 comprising a plurality of grating lines 22; a first transparent substrate 32 in contact with the first main surface 18 of the transparent resin layer 10; a second contact in contact with the second main surface 19 of the transparent resin layer 10.
  • a transparent substrate 34 comprising a plurality of grating lines 22; a first transparent substrate 32 in contact with the first main surface 18 of the transparent resin layer 10; a second contact in contact with the second main surface 19 of the transparent resin layer 10.
  • the transparent resin layer 10 has a first main surface 18 and a second main surface 19 that are parallel to each other.
  • the first main surface 18 and the second main surface 19 may be formed substantially parallel to each other, and may not be formed completely parallel to each other.
  • the transparent resin layer 10 has a concavo-convex surface in which a plurality of ridges 12 whose cross-sectional shape is a right triangle as shown in FIG. 3 are formed on the surface in parallel with each other at a predetermined pitch Pp.
  • a first layer 14; a first layer 14; filled in a groove between the grid line 22 covering the first side surface of the ridge 12 and the ridge 12, and completely covering the top of the ridge 12 and the grid line 22. 2 is a laminate including two layers 16.
  • the interface between the first layer 14 and the first transparent substrate 32 is the first main surface 18 of the transparent resin layer 10, and the interface between the second layer 16 and the second transparent substrate 34 is a transparent resin. This is the second major surface 19 of the layer 10.
  • the ridge 12 is a portion that rises from the flat portion of the first layer 14 and that rises in one direction.
  • the ridge 12 is integral with the flat portion of the first layer 14 and may be made of the same material as the flat portion of the first layer 14, and is made of a transparent resin different from the flat portion of the first layer 14. Also good.
  • the ridges 12 are preferably integral with the flat portion of the first layer 14 and made of the same material as the flat portion of the first layer 14.
  • the plurality of ridges 12 may be formed substantially parallel to each other, and may not be formed completely parallel. Moreover, although the thing of the shape extended in linear form is preferable, the thing of the shape extended in the shape of a curve or a broken line may be sufficient in the range which the adjacent protruding item
  • the shape of the cross-section orthogonal to the length direction of the ridges 12 is substantially constant over the length direction, and all of the cross-sectional shapes of the plurality of ridges 12 are also substantially constant.
  • the cross-sectional shape of the ridge 12 may be a shape in which the width gradually narrows from the bottom (that is, the flat portion of the first layer 14) toward the top.
  • Specific examples of the cross-sectional shape include a triangle and a trapezoid.
  • the corners in the cross-sectional shape may be curved.
  • the side (side surface) in the cross-sectional shape may be curved or may be stepped.
  • line 12 is not limited to these shapes, A rectangle etc. may be sufficient.
  • the top of the ridge 12 is a portion in which the highest portion of the cross-sectional shape is continuous in the length direction.
  • the top of the ridge 12 may be a surface or a line.
  • the cross-sectional shape is trapezoidal, the top portion forms a surface, and when the cross-sectional shape is triangular, the top portion forms a line.
  • the surface other than the top of the ridge 12 is referred to as a side surface of the ridge 12.
  • the ridge 12 has a first side surface and a second side surface.
  • the lattice line 22 is formed on at least a part of the first side surface.
  • at least the first side surface preferably has a gradient with respect to the first main surface 18.
  • the first side surface may be a flat surface, a curved surface, or a stepped shape.
  • the second side surface may be perpendicular to the first main surface 18 and may have a slope.
  • the first side surface may be handled as the left side surface of the ridge
  • the second side surface of the ridge may be handled as the right side surface of the ridge.
  • a thin film functioning as a lattice line is formed on the left side surface opposite to the right side surface described in FIG.
  • the transparent resin layer 10 (the first layer 14 and the second layer 16 are also collectively referred to as the transparent resin layer 10) is a layer made of a transparent resin.
  • a photo-curing resin or a thermoplastic resin is preferable from the viewpoint that the ridges 12 can be formed by the imprint method described later and the lattice lines 22 are easily embedded in the transparent resin layer 10.
  • a photo-curing resin is particularly preferable from the viewpoint that the ridges 12 can be formed by the above-mentioned method and that heat resistance and durability are excellent.
  • the photocurable resin a photocurable resin obtained by photocuring a photocurable composition that can be photocured by photoradical polymerization is preferable from the viewpoint of productivity.
  • the refractive index of the transparent resin layer 10 (the first layer 14 and the second layer 16) is preferably 1.25 to 1.8, and more preferably 1.3 to 1.7. If the refractive index of the transparent resin layer 10 is within the above range, the transparent resin layer 10 and the first transparent substrate 32 are appropriately selected by appropriately selecting the materials of the first transparent substrate 32 and the second transparent substrate 34. Alternatively, the difference in refractive index between the transparent resin layer 10 and the second transparent substrate 34 can be easily reduced.
  • the difference (absolute value) in refractive index between the first layer 14 and the second layer 16 is preferably 0.1 or less, and more preferably 0.05 or less. If the difference in refractive index is 0.05 or less, stray light and loss due to reflection, diffraction, etc. at the interface between the first layer 14 and the second layer 16 can be suppressed. Moreover, if the refractive index of the 1st layer 14 and the 2nd layer 16 is the same, optical design will become easy. From the viewpoint of reducing the difference in refractive index between the first layer 14 and the second layer 16, the material of the first layer 14 and the material of the second layer 16 are preferably substantially the same material. More preferably, they are the same material.
  • the diffraction grating 20 includes a plurality of grating lines 22 embedded in parallel with each other at a predetermined pitch Pp.
  • the term “lattice line” includes a thin-film lattice line and a lattice line having a predetermined width.
  • the plurality of grid lines 22 may be formed substantially parallel to each other, and may not be formed completely parallel.
  • the lattice lines 22 are preferably linear, but may be curved or polygonal as long as the adjacent lattice lines 22 do not contact each other.
  • the end surface in the length direction of the lattice line 22 may be exposed from the side surface of the transparent resin layer 10.
  • the plurality of lattice lines 22 are formed so that the length direction of the transparent resin layer 10 extends in parallel with a predetermined interval with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10.
  • the lattice lines 22 need only be formed substantially parallel to the length direction of the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10, and are formed completely in parallel. It does not have to be.
  • the cross-sectional shape of the lattice line 22 in the direction orthogonal to the length direction is substantially constant over the length direction, and the cross-sectional shape of all the lattice lines 22 is also substantially constant.
  • the lattice lines 22 are formed on at least a part of the surface of the ridges 12, the lattice lines 22 are constituted by thin films extending in the length direction of the ridges 12.
  • the grid lines 22 preferably cover at least a part of the first side surface of the ridge 12, and more preferably completely cover the first side surface.
  • the lattice line 22 may cover a part or all of the top of the ridge 12, or cover all of the top of the ridge 12 and a part of the second side surface of the ridge 12. Also good.
  • the lattice line 22 may cover a part of the flat portion between the two adjacent ridges 12.
  • the lattice lines 22 are preferably formed so that the surfaces of the thin films constituting the lattice lines 22 have a gradient with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10. If the surface of the thin film has a gradient with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19, the light diffracted by the diffraction grating 20 is substantially perpendicular to the surface of the solar cell element. Control of the emission direction such as emission becomes easy.
  • the gradient angle ⁇ g of the surface (lattice plane) of the thin film constituting the lattice line 22 with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 is the first main surface 18 of the transparent resin layer 10.
  • the surface of the thin film may be a flat surface, a curved surface, or a step shape as long as it has a gradient.
  • the thin film which comprises the lattice line 22 with respect to the 1st main surface 18 and the 2nd main surface 19 of the pitch Pp of the lattice line 22, the height Hg of the lattice line 22, the thickness Dg of the lattice line 22, and the transparent resin layer 10
  • the surface gradient angle ⁇ g and the like may be appropriately set by, for example, a diffraction grating design method described later.
  • the pitch Pp of the grid lines 22 is the distance from the left end (or right end) of the cross section of the grid lines 22 to the left end (or right end) of the cross section of the grid lines 22 adjacent thereto, and the thickness of the grid lines 22 Dg is the maximum value of the thickness in the same direction as the width direction of the ridges 12 in the cross section perpendicular to the length direction of the grid lines 22, and the height Hg of the grid lines 22 is the length direction of the grid lines 22. It is the height of the same direction as the height direction of the protruding item
  • the lattice lines 22 are made of a thin film of a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer 10 (hereinafter also referred to as a lattice line material).
  • the lattice line material include dielectrics (inorganic oxides, resins, etc.), metals, and the like.
  • the inorganic oxide include silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide, and zirconium dioxide (hereinafter referred to as zirconia).
  • the resin include a photo-curing resin and a thermoplastic resin.
  • the metal include simple metals, alloys, metals containing dopants or impurities, and the like. Specifically, aluminum, silver, chromium, magnesium, an aluminum alloy, a silver alloy, and the like can be given.
  • the lattice lines 22 are preferably made of a dielectric thin film having a higher refractive index than the transparent resin layer 10.
  • the refractive index of the lattice line 22 (dielectric) smaller than the refractive index of the transparent resin layer 10 by making the refractive index of the lattice line 22 (dielectric) larger than the refractive index of the transparent resin layer 10 Compared to the above, it becomes easy to increase the refractive index difference and increase the diffraction efficiency. There are also more choices for dielectrics.
  • the grating line material is preferably a material having a large refractive index difference from the transparent resin layer 10, and the dielectric can be increased from the point that the refractive index difference from the resin can be increased and the diffraction efficiency can be increased.
  • these thin film materials titanium oxide and zirconia are preferable, and zirconia is particularly preferable.
  • silicon dioxide is also preferable from the viewpoint of high transmittance for visible light and infrared rays, easy formation of a thin film, and low cost.
  • the refractive index of the thin film constituting the lattice line 22 is preferably 0.0001 to 1.8 higher than the refractive index of the transparent resin layer 10.
  • the refractive index of the dielectric thin film constituting the lattice line 22 is in the above range, the diffraction efficiency is high, and the wavelength dispersion of the transmittance hardly occurs.
  • the diffraction grating sheet 1 has transparent substrates (a first transparent substrate 32 and a second transparent substrate 34) made of a thermoplastic resin or the like on the surface of the transparent resin layer 10.
  • the first transparent substrate and the second transparent substrate are, for example, (meth) acrylic resins such as polymethyl methacrylate, methyl methacrylate and other alkyl (meth) acrylate, a copolymer of vinyl monomers such as styrene, etc .; polycarbonate , Polycarbonate resins such as diethylene glycol bisallyl carbonate (CR-39); homopolymers or copolymers of (brominated) bisphenol A type di (meth) acrylate, (brominated) bisphenol A mono (meth) acrylate Thermosetting (meth) acrylic resins such as polymers and copolymers of urethane-modified monomers; polyesters, especially polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate and unsaturated polyesters, acrylon
  • the refractive index difference (absolute value) between the transparent substrate and the transparent resin layer 10 is preferably 0.1 or less, and more preferably 0.05 or less. If the difference in refractive index is 0.1 or less, light loss due to reflection occurring at the interface between the transparent resin layer 10 and the transparent substrate can be suppressed.
  • the diffraction grating sheet of the present invention includes a transparent resin layer having a first main surface and a second main surface parallel to each other, and a diffraction grating composed of a plurality of grating lines arranged in parallel to each other at a predetermined pitch Pp.
  • the grating line is made of a thin film made of a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer, and the grating line is formed with respect to the first main surface and the second main surface of the transparent resin layer. As long as it is embedded in the transparent resin layer so that its length direction extends in parallel, it is not limited to those shown in FIGS.
  • the surface of the dielectric thin film constituting the lattice line 22 may not have a gradient with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10. That is, it may be perpendicular to the first main surface 18 and the second main surface 19. Further, it may be a diffraction grating sheet that does not have a transparent substrate (that is, does not have the first transparent substrate 32 and the second transparent substrate 34), and includes only the transparent resin layer 10 and the diffraction grating 20. Moreover, the diffraction grating sheet
  • the diffraction grating sheet 2 having a hard coat layer 36 on the surface of the second transparent substrate 34 (or the first transparent substrate 32) may be used.
  • the material of the hard coat layer 36 include a resin (such as a photo-curing resin) and an inorganic oxide (such as silicon dioxide).
  • the angle of the gradient of the surface of the thin film which comprises the lattice line 22 with respect to the 1st main surface 18 and the 2nd main surface 19 of the length direction of the lattice line 22 in each transparent resin layer 10 and the transparent resin layer 10 ⁇ g , the pitch Pp of the lattice lines 22, etc. may be the same for each transparent resin layer 10, may be different for some transparent resin layers 10, or may be different for each transparent resin layer 10. .
  • a diffraction grating 20a is embedded in which the length direction of the grating line 22 extends in the x direction and the surface of the thin film constituting the grating line 22 is inclined in the ⁇ z direction toward the + y direction.
  • Transparent resin layer 10a a transparent resin in which a diffraction grating 20b in which the length direction of the grating line 22 extends in the x direction and the surface of the thin film constituting the grating line 22 is inclined in the + z direction as it goes in the + y direction is embedded
  • the sunlight diffracted by the diffraction grating in any of the transparent resin layers is applied to the solar cell element regardless of the altitude or direction of the sun (morning, noon, evening). Incident light efficiently. Moreover, even if the incident direction of sunlight changes when the traveling direction of a vehicle (such as a car) is changed when the traveling direction of the vehicle (such as a car) changes, the direction of travel of the vehicle (such as a car) depends on the traveling direction of the vehicle (such as a car). First, the sunlight diffracted by the diffraction grating 20 in any one of the transparent resin layers efficiently enters the solar cell element.
  • the direction of the gradient of the surface of the thin film constituting the lattice line 22 with respect to the length direction of the lattice line 22 and the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10. and the angle phi g may be a diffraction grating sheet laminated type and the transparent resin layer 10e is embedded the same diffraction grating 20 and the transparent resin layer 10f has been transparent resin layer 10 laminated. According to the diffraction grating sheet, the diffraction efficiency of sunlight having a specific incident angle or wavelength desired to be diffracted can be further increased as compared with the single transparent resin layer 10.
  • the gradient angle ⁇ g of the surface of the light source is determined by the range of the wavelength of the sunlight to be diffracted, the range of the incident angle of the sunlight to be diffracted, the materials constituting the diffraction grating sheet (transparent resin layer 10, lattice line 22 Thin film, refractive index of first transparent substrate 32, second transparent substrate 34, hard coat layer 36, etc., each material (glass plate 50, intermediate film 52, adhesive layer 60, etc.) constituting solar cell cover member ) And the refractive index of the solar cell, the installation angle of the solar cell, etc., may be appropriately set based on known optical knowledge (Patent Documents 1, 2, etc.).
  • the angle ⁇ g of the gradient of the surface of the thin film constituting the lattice lines 22 with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 is as follows.
  • the pitch Pp of the grid line 22 which is the distance from the left end (or right end) of the cross section of the grid line 22 to the left end (or right end) of the cross section of the grid line 22 adjacent thereto is set as follows. It can be calculated by obtaining a lattice line interval d in the normal direction of the line 22.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of light refraction and diffraction in the solar cell cover member 3 (transparent resin layer 10).
  • the cover member 3 for solar cells it has the transparent substrates 32 and 34, the intermediate film 52, and the glass plate 50 in addition to the transparent resin layer 10, but the air and the transparent resin layer 10 are in accordance with Snell's law described later. Even if a material other than the transparent resin layer 10 is present between them, the refraction angle of sunlight finally incident on the transparent resin layer 10 is the same as when no material other than the transparent resin layer 10 is present.
  • Sunlight that has entered the transparent resin layer 10 (refractive index n 1 ) from the air (refractive index n 0 ) at an incident angle ⁇ 0 is refracted at the refractive angle ⁇ 1 at the interface according to Snell's law, which will be described later.
  • part of the refracted sunlight (wavelength ⁇ ) constitutes a lattice line 22 with respect to the normal lines of the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10.
  • the light is incident on the grating line 22 having a gradient angle of ⁇ n on the surface of the thin film at an incident angle of ⁇ ( ⁇ n ⁇ 1 ) and is diffracted (reflected) at a diffraction angle of ⁇ ( ⁇ n ⁇ 1 ).
  • the refracted sunlight is emitted from the transparent resin layer 10 to another material (encapsulant or the like) (refractive index n 2 ) without being diffracted by the lattice line 22.
  • Diffracted sunlight is incident at an incident angle beta 1 at the interface between the transparent resin layer 10 and the other materials. If the incident angle ⁇ 1 is substantially perpendicular to the interface ( ⁇ 1 ⁇ 0), sunlight diffracted by the diffraction grating can be emitted in a direction substantially perpendicular to the surface of the solar cell element.
  • the incident angle ⁇ 1 is expressed by the following expression (1).
  • ⁇ 1 ⁇ (2 ⁇ n ⁇ 1 ) (1)
  • the refraction angle ⁇ 1 is represented by the following expression (3) from Snell's law of the following expression (2).
  • n 0 sin ⁇ 0 n 1 sin ⁇ 1
  • ⁇ 1 arcsin ⁇ (n 0 / n 1 ) sin ⁇ 0 ⁇ (3)
  • equation (3) yields equation (4) below.
  • ⁇ 1 ⁇ [2 ⁇ n -arcsin ⁇ (n 0 / n 1 ) sin ⁇ 0 ⁇ ] (4)
  • the incident angle theta 0 sunlight want diffracted formula (4) e.g., 70 °
  • the refractive index n 0 of air enter the refractive index n 1 of the transparent resin layer 10, such as the right side is zero
  • An angle ⁇ n of the surface gradient of the thin film constituting the lattice line 22 with respect to the normal lines of the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 is obtained.
  • the lattice line interval d causing diffraction is expressed by the Bragg condition of the following equation (5).
  • d ⁇ / [2n 1 sin ⁇ ( ⁇ n ⁇ 1 ) ⁇ ] (5)
  • the wavelength ⁇ (for example, 500 nm) of sunlight to be diffracted into the formula (5), the refraction angle ⁇ 1 (formula (3)), the normal lines of the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 Is inputted with the gradient angle ⁇ n of the surface of the thin film constituting the lattice line 22 to obtain the lattice line interval d.
  • the gradient angle ⁇ n and the lattice line interval d on the surface of the thin film constituting the lattice line 22 are only one point each, but in an actual diffraction grating, the first main surface 18 and the first main surface 18 of the transparent resin layer 10
  • the diffraction grating 20 In the diffraction grating 20, sunlight in a wide range of incident angles centering on the light source and in a wide wavelength range centering on the wavelength ⁇ of solar light to be diffracted is not as large as sunlight having the incident angle ⁇ 0 and wavelength ⁇ . Diffracts to some extent and captures sunlight It is possible to improve the viewing efficiency. Further, the angle ⁇ n of the gradient of the surface of the thin film constituting the lattice line 22 with respect to the normal lines of the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 (the first main surface of the transparent resin layer 10).
  • the gradient angle ⁇ g ) and the grating line spacing d (pitch Pp) of the surface of the thin film constituting the grating line 22 with respect to the surface 18 and the second main surface 19 may be constant throughout the diffraction grating sheet 1. It may be varied continuously or partially.
  • the cover member for solar cells of this invention is provided in the incident side of sunlight.
  • the solar cell of the present invention is attached to a pedestal or a roof in a state where the light incident surface faces south and is inclined at a predetermined angle. Moreover, it may be attached to the roof of a vehicle (automobile or the like) with the light incident surface substantially horizontal.
  • the diffraction grating is improved from the point of improving morning and evening sunlight capture efficiency.
  • the length direction of the grid lines is preferably a direction orthogonal to the horizontal direction.
  • the length direction of the grating line of a diffraction grating also becomes a substantially horizontal direction.
  • the types of solar cells include single crystal silicon type, polycrystalline silicon type, microcrystalline silicon type, amorphous silicon type, hybrid type, thin film silicon type, spherical silicon type, tandem type, multijunction type, compound type (GaAs type, CIS type, CIGS type, CZTS type, CdTe type, etc.), dye sensitized type, organic thin film type, quantum dot type and the like.
  • a single crystal silicon type as an example with reference to the drawings.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the solar cell of the present invention.
  • the solar cell 5 includes a laminated glass type solar cell cover member 3 shown in FIG. 1, a back sheet 62, a sealing material 64 for bonding them, A plurality of single-crystal silicon solar cell elements 66 sealed and fixed with a material 64 and connected between electrodes (not shown) via interconnectors (not shown).
  • the material of the back sheet 62 examples include resin (fluororesin, polyester, polyolefin, etc.), glass, metal (aluminum, etc.) and the like.
  • the backsheet 62 may be a single layer or a multilayer.
  • a sealing sheet ethylene-vinyl acetate copolymer sheet, polyvinyl butyral sheet, etc. used for known solar cells may be used.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the solar cell of the present invention.
  • the solar cell 6 is disposed on the incident surface side of sunlight, and is attached to the sheet-attached glass-type solar cell cover member 4 shown in FIG. 2, a back sheet 62, and a sealing material 64 for bonding them, It has a plurality of single crystal silicon solar cell elements 66 that are sealed and fixed with a sealing material 64 and connected between electrodes (not shown) via interconnectors (not shown).
  • the glass plate 50 side of the solar cell cover member 4 is in contact with the sealing material 64.
  • the same material as that of the first embodiment may be used. What is necessary is just to use the thing similar to 1st Embodiment as the sealing material 64.
  • FIG. 1st Embodiment As the material of the back sheet 62, the same material as that of the first embodiment may be used. What is necessary is just to use the thing similar to 1st Embodiment as the sealing material 64. FIG. 1st Embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the solar cell of the present invention.
  • the solar cell 7 is disposed on the incident surface side of sunlight, the sheet-adhering glass type solar cell cover member 4 shown in FIG. 2, a back sheet 62, and a sealing material 64 for bonding them, It has a plurality of single crystal silicon solar cell elements 66 that are sealed and fixed with a sealing material 64 and connected between electrodes (not shown) via interconnectors (not shown).
  • the diffraction grating sheet 2 side of the solar cell cover member 4 is in contact with the sealing material 64, and the glass plate 50 of the solar cell cover member 4 is located on the sunlight incident surface side.
  • the same material as that of the first embodiment may be used. What is necessary is just to use the thing similar to 1st Embodiment as the sealing material 64.
  • FIG. 1st Embodiment As the material of the back sheet 62, the same material as that of the first embodiment may be used. What is necessary is just to use the thing similar to 1st Embodiment as the sealing material 64. FIG. 1st Embodiment.
  • the solar cell in the present invention is not limited to those shown in FIGS. 9 to 11 as long as the solar cell cover member of the present invention is provided on the sunlight incident side.
  • the solar cell is not limited to the single crystal silicon type solar cell shown in the figure, and may be a compound type, dye sensitized type, thin film type solar cell or the like.
  • the diffraction grating sheet is a diffraction grating sheet that does not have a transparent substrate (that is, does not have the first transparent substrate 32 and the second transparent substrate 34) and includes only the transparent resin layer 10 and the diffraction grating 20. There may be. Further, the diffraction grating sheet may be a diffraction grating sheet having either one of the first transparent substrate 32 and the second transparent substrate 34 on the surface of the transparent resin layer 10.
  • seat mentioned above may be sufficient.
  • a diffraction grating sheet may be bonded to the surface of a known solar cell cover member (for example, a cover glass) to form the solar cell of the present invention.
  • the solar cell of the present invention is produced, for example, through the following steps (I) to (III).
  • (I) A step of producing a diffraction grating sheet.
  • (II) A step of bonding a diffraction grating sheet and a glass plate to obtain a solar cell cover member.
  • (III) The process of obtaining the solar cell of this invention in which the cover member for solar cells of this invention was provided in the incident side of light.
  • Step (I) Examples of the method for manufacturing a diffraction grating sheet include a method having the following steps (a), (b), and (c) in this order.
  • A A first layer made of a transparent resin, wherein one surface is a first main surface and the other surface is a concavo-convex surface in which a plurality of ridges are formed in parallel to each other and at a predetermined pitch Pp. Forming.
  • B Diffraction consisting of a plurality of lattice lines by dry-coating a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer on at least a part of the surface of the ridge formed on the first layer. Forming a lattice;
  • C A step of forming the transparent resin layer including the first layer and the second layer by forming the second layer including the transparent resin on the uneven surface of the first layer and the surface of the diffraction grating. .
  • the method which has the following process (a '), the process (b), and the process (c') in this order, for example is mentioned.
  • a ′ On the surface of the first transparent substrate, one surface is an interface with the first transparent substrate, that is, the first main surface, and the other surface has a plurality of protrusions parallel to each other and A step of forming a first layer made of a transparent resin, which is an uneven surface formed at a predetermined pitch Pp.
  • step (a ′′) On the surface of the first transparent substrate 32, one surface is an interface with the first transparent substrate 32 (that is, the first main surface 18), and the other surface is the first main surface 18.
  • step (a ′′) On the surface of the first transparent substrate 32, one surface is an interface with the first transparent substrate 32 (that is, the first main surface 18), and the other surface is the first main surface 18.
  • a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer 10 is formed on the first side surface of the ridge 12 formed on the first layer (on the right side surface of each ridge 12 in FIG. 3).
  • C ′′ a first transparent substrate 32 on which the first layer 14 and the diffraction grating 20 are formed, and a second transparent substrate 34 on which a coating film made of a photocurable composition is formed.
  • the first layer 14 and the second layer 16 are formed by bonding the first layer 14 and the diffraction grating 20 so that the coating film is in contact with each other and then photocuring the coating film to form the second layer 16.
  • Forming a transparent resin layer 10 comprising:
  • Examples of a method for producing the first layer 14 include an imprint method (an optical imprint method and a thermal imprint method), a lithography method, and the like.
  • the imprint method is preferable from the viewpoint that the area can be increased, and the optical imprint method is particularly preferable from the point that the ridges 12 can be formed with higher productivity and the groove of the mold can be transferred with high accuracy.
  • a mold in which a plurality of grooves are formed in parallel with each other and at a predetermined pitch Pp is formed by a combination of electron beam drawing and etching. This is a method of transferring to a photocurable composition applied to the surface of the substrate 32 and simultaneously photocuring the photocurable composition.
  • the production of the first layer 14 by the photoimprint method is preferably performed through the following steps (i) to (iv).
  • (I) A step of applying a photocurable composition to the surface of the first transparent substrate 32.
  • (Ii) As shown in FIG. 12, a photocurable composition is formed such that a groove 40 is in contact with the photocurable composition 24 in a mold 40 in which a plurality of grooves 42 are formed in parallel with each other and at a predetermined pitch Pp. The process of pressing against 24.
  • the production of the first layer 14 by the thermal imprint method is preferably performed through the following steps (i) to (iii).
  • Tg glass transition temperature
  • Tm melting point
  • the material of the mold 40 used in the imprint method examples include silicon, nickel, quartz glass, and resin.
  • the imprint method can be performed by a roll-to-roll method.
  • the lattice lines 22 are selectively formed on the surface of the side surface of the ridge 12 of the first layer 14 by dry-coating a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer 10.
  • Examples of the dry coating method include a PVD method and a CVD method, and a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method are preferable, and a vacuum deposition method is particularly preferable.
  • the vacuum deposition method the oblique deposition method is preferable because the incident direction of the evaporated particles with respect to the first layer 14 can be controlled and the dielectric can be selectively deposited on the surface of the ridge 12.
  • the lattice lines 22 are formed by the oblique deposition method as follows. First, as shown in FIG. 13, the following expression (6) is satisfied on the first side surface side with respect to the height direction H of the ridge 12 and substantially perpendicular to the length direction L of the ridge 12.
  • the angle of the gradient with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 is ⁇ p
  • a thin film that covers a part or the whole of the first side surface of the ridge 12 is formed.
  • tan ( ⁇ R ⁇ 10) (Pp ⁇ Hp / tan ⁇ p ) / Hp (6)
  • the angle ⁇ R (°) in the equation (6) represents an angle for depositing the lattice wire material on the first side surface of the ridge 12 without being blocked by the adjacent ridge 12, and the distance between the top of the bottom and next to the ridge 12 of the first side (i.e., the distance minus the Hp / tan [phi p from the pitch Pp of the ridges 12 (Pp-Hp / tan ⁇ p )), next to the ridge 12 It is determined from the height Hp. “ ⁇ 10” is a swing width.
  • step (c), step (c ′), step (c ′′) As shown in FIG. 14, the first transparent substrate 32 having the first layer 14 and the diffraction grating 20 formed on the surface, and the second transparent having the coating film 26 made of the photocurable composition formed on the surface. The substrate 34 is bonded so that the coating layer 26 is in contact with the first layer 14 and the diffraction grating 20. Next, the transparent resin layer 10 including the first layer 14 and the second layer 16 is formed by photocuring the coating film 26 to form the second layer 16.
  • the manufacturing method of the diffraction grating sheet may be any method including the above-described steps (a) to (c), and the above-described step steps (a ′) to (c ′) and (a ′′) to (c ′′) are performed.
  • the manufacturing method of the illustrated diffraction grating sheet is not limited.
  • the first side surface of the ridge 12 may not have a gradient with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10. That is, it may be perpendicular to the first main surface 18 and the second main surface 19. Further, the second side surface of the ridge 12 may have a gradient with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10. Further, the top of the ridge 12 may be a flat surface. Moreover, the surface of the thin film of the lattice line material constituting the lattice line 22 may be formed on the second side surface of the ridge 12 or may be formed on the top surface of the ridge 12.
  • the said process (c ') is changed as follows. do it.
  • (C ′) A coating film made of the photocurable composition is formed on the diffraction grating side surface of the first transparent substrate on which the first layer and the diffraction grating are formed, and then the coating film is photocured. Forming a transparent resin layer comprising the first layer and the second layer by forming the second layer.
  • the cover member for a solar cell is a known method, that is, a known sheet in the case of the laminated glass of the first embodiment, or a known laminated sheet in the case of the sheet-bonded glass of the second embodiment. Manufactured by a method for producing an adhesive glass.
  • the solar cell is manufactured by a known method such as the method described in Japanese Patent No. 4010053, Japanese Patent No. 3794059, and the like.
  • the solar cell cover member, the sealing sheet, the single crystal silicon type solar cell element, the sealing sheet, and the back sheet can be manufactured by heating and bonding. .
  • the solar cell cover member of the present invention described above has a diffraction grating sheet in which a grating line made of a thin film of a material having a refractive index different from that of the transparent resin layer is embedded in the transparent resin layer. Compared with the conventional one having a diffraction grating composed of convex portions, it is possible to improve the efficiency of taking sunlight into a solar cell in a wide range of incident angles of sunlight.
  • the solar cell cover member of the present invention that can improve the efficiency of taking sunlight into the solar cell in a wide range of incident angles of sunlight is the light incident side. Therefore, the power generation efficiency can be improved over a wide range of incident angles of sunlight.
  • Example 1 is an example, and examples 2 and 3 are comparative examples.
  • Photocurable composition 1 To a 1000 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a condenser, 60 g of monomer 1 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester A-DPH, dipentaerythritol hexaacrylate), 40 g of monomer 2 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester A-NPG, neopentyl glycol diacrylate), 4.0 g of photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, IRGACURE907), Fluorine-containing surfactant (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., co-oligomer of fluoroacrylate (CH 2 ⁇ CHCOO (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 8 F) and butyl acrylate), fluorine content: about 30% by mass, mass average molecular weight
  • the flask was stirred and homogenized for 1 hour at room temperature and in a light-shielded state.
  • 100 g (solid content: 30 g) of colloidal silica was slowly added while stirring in the flask, and the mixture was further homogenized by stirring for 1 hour while keeping the temperature of the flask at room temperature and light shielding.
  • 340 g of cyclohexanone was added, and the solution was stirred for 1 hour with the inside of the flask at room temperature and light-shielded to obtain a solution of the photocurable composition 1.
  • the refractive index after curing of the photocurable composition 1 was 1.45.
  • Example 1 (Diffraction grating design)
  • the gradient angle ⁇ g of the surface of the thin film constituting the lattice line and the pitch Pp of the lattice line 22 with respect to the first main surface and the second main surface of the transparent resin layer are determined by the incident angle ⁇ of sunlight to be diffracted 0 is set to 70 °, and the wavelength ⁇ of sunlight to be diffracted is set to 500 nm, and based on the diffraction grating design method described above, the normal line of the first main surface and the second main surface of the transparent resin layer
  • the gradient angle ⁇ n of the surface of the thin film constituting the lattice line and the lattice line interval d in the normal direction of the lattice line were calculated. The results are shown in Table 1.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Nickel mold (area: 150 mm ⁇ 150 mm, pattern area: 100 mm ⁇ 100 mm, groove pitch Pp: 0.96 ⁇ m, groove depth Hp: 2.6 ⁇ m) in which a plurality of grooves are formed in parallel with each other at a predetermined pitch , Groove length: 100 mm, groove cross-sectional shape: substantially right triangle), photocurable at 0.5 MPa (gauge pressure) at 25 ° C. so that the groove is in contact with the coating film of the photocurable composition 1 Press against the coating film of composition 1.
  • 0.5 MPa gauge pressure
  • the PET film side was irradiated with light of a high-pressure mercury lamp (frequency: 1.5 kHz to 2.0 kHz, main wavelength light: irradiation energy at 255 nm, 315 nm and 365 nm, 365 nm: 1000 mJ) for 15 seconds.
  • the curable composition 1 is cured to form a first layer having a plurality of ridges corresponding to the grooves of the mold (ridge pitch Pp: 0.96 ⁇ m, ridge height Hp: 2.6 ⁇ m, transparent resin
  • the first main surface 18 and the second main surface 19 of the layer 10 are formed with a slope angle ⁇ p of the first side surface of the ridges of 70 °). Slowly separate the mold from the first layer.
  • Zirconia is vapor-deposited by a method, and lattice lines (lattice line pitch Pp: 0.96 ⁇ m, lattice line height Hg: 2.6 ⁇ m, lattice lines made of zirconia (refractive index (589 nm): 2.00) thin film.
  • the thickness Dg is 180 nm, and the gradient angle ⁇ g of the surface of the thin film constituting the lattice lines with respect to the first main surface 18 and the second main surface 19 of the transparent resin layer 10 is 70 °.
  • a direction V1 that is substantially perpendicular to the length direction L of the ridge and forms an angle ⁇ R with respect to the height direction H of the ridge on the first side surface side (that is, the first side surface side). , it performed once a deposition from Figure 13 reference), and the thickness of the thin film projecting strip at an angle theta R and the vapor deposition in the vapor deposition is formed in a flat region that is not formed (i.e.
  • deposition amount Dg ' The angles and thicknesses shown in Table 1 are used.
  • the thickness Dg of the lattice line is a target thickness designed by simulation, and the deposition amount Dg ′ was adjusted so as to be the thickness.
  • Dg ′ is measured by a film thickness monitor using a crystal resonator as a film thickness sensor.
  • the high pressure mercury lamp (frequency: 1.5 kHz to 2.0 kHz, main frequency) was pressed with 0.5 MPa (gauge pressure) at 25 ° C. so that the coating film was in contact with the first layer and the diffraction grating.
  • the photocurable composition 1 is cured to form the second layer, thereby forming a transparent resin layer composed of the first layer and the second layer, thereby obtaining the diffraction grating sheet 1 shown in FIG.
  • the sandwich body in which the glass plate and the intermediate film are pre-press-bonded is placed in an autoclave and subjected to thermo-compression treatment at a pressure of 1.3 MPa and a temperature of 135 ° C. to obtain the solar cell cover member 3 shown in FIG.
  • Cover member 3 for solar cell sheet-like sealing material 64 (manufactured by Mitsui Dupont Polychemical Co., Ltd., thickness: 0.6 mm, ethylene-vinyl acetate copolymer sheet, refractive index (589 nm): 1.48), single A crystalline silicon solar cell element (refractive index (589 nm): 3.6), a sheet-like sealing material 64, and a back sheet 62 (manufactured by DuPont) are stacked and heated and bonded to form FIG.
  • the power generation amount of the solar cell at each incident angle ⁇ 0 is expressed as the spectral sensitivity of the single crystal silicon solar cell element.
  • the calculation was made based on the characteristics (relationship between wavelength and quantum efficiency) and the spectral transmittance of the zero-order transmitted light and diffracted light of the solar cell cover member 3. The results are shown in FIG.
  • Example 2 (Diffraction grating design)
  • the first transparent substrate 32 (diffraction grating sheet 11) with the first layer 14 shown in FIG. 16, which is an intermediate for producing the diffraction grating sheet of the present invention, is used.
  • the gradient angle ⁇ p of the first side surface of the ridge 12 and the pitch Pp of the ridge 12 with respect to the interface between the first layer 14 and the first transparent substrate 32 are the incident angle ⁇ 0 of sunlight to be diffracted.
  • the wavelength ⁇ of sunlight to be diffracted was set to 500 nm, and calculation was performed based on the above-described diffraction grating design method. The results are shown in Table 1.
  • the photocurable composition 1 was applied by spin coating to the surface of a 50 ⁇ m thick highly transparent polyethylene terephthalate (PET) film (Toyobo Co., Ltd., A4300, 100 mm ⁇ 100 mm, refractive index (589 nm): 1.65). Then, a coating film of the photocurable composition 1 is formed.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Nickel mold in which a plurality of grooves are formed in parallel with each other at a predetermined pitch (area: 150 mm ⁇ 150 mm, pattern area: 100 mm ⁇ 100 mm, groove pitch Pp: 0.74 ⁇ m, groove depth Hp: 12.25 ⁇ m , Groove length: 100 mm, groove cross-sectional shape: substantially right triangle), photocurable at 0.5 MPa (gauge pressure) at 25 ° C. so that the groove is in contact with the coating film of the photocurable composition 1 Press against the coating film of composition 1.
  • 0.5 MPa gauge pressure
  • the PET film side was irradiated with light of a high-pressure mercury lamp (frequency: 1.5 kHz to 2.0 kHz, main wavelength light: irradiation energy at 255 nm, 315 nm and 365 nm, 365 nm: 1000 mJ) for 15 seconds.
  • the curable composition 1 is cured to form a first layer having a plurality of ridges corresponding to the grooves of the mold (ridge pitch Pp: 0.74 ⁇ m, ridge height Hp: 12.25 ⁇ m, first
  • the slope angle ⁇ p of the first side surface of the ridge with respect to the interface between the layer 14 and the first transparent substrate 32 is formed as 87 °.
  • the mold is slowly separated from the first layer to obtain the diffraction grating sheet 11.
  • the power generation amount of the solar cell at each incident angle ⁇ 0 is expressed as the spectral sensitivity of the single crystal silicon solar cell element.
  • the calculation was made based on the characteristics (relationship between wavelength and quantum efficiency) and the spectral transmittance of the zero-order transmitted light and diffracted light of the cover member for solar cell. The results are shown in FIG.
  • Example 3 Table 1 shows the solar transmittance at an incident angle of 0 ° to 70 ° for a float glass sheet (FL, thickness 4 mm) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. A solar cell is obtained in the same manner as in Example 1 except that the above-described float plate glass is used in place of the solar cell cover member of Example 1.
  • the power generation amount of the solar cell at each incident angle ⁇ 0 is expressed as the spectral sensitivity of the single crystal silicon type solar cell element.
  • the calculation was made based on the characteristics (relationship between wavelength and quantum efficiency) and the spectral transmittance of 0th-order transmitted light and diffracted light of the float glass plate. The results are shown in FIG.
  • FIG. 17 shows that the solar cell of Example 1 can improve the power generation efficiency compared with the solar cell of Example 3 in a wide range of incident angles of sunlight (30 to 70 °).
  • the solar cell of Example 2 having a diffraction grating composed of a plurality of ridges is improved in power generation efficiency as compared with the conventional solar cell of Example 3 for sunlight with a specific incident angle (70 °) as designed. It can be seen that the power generation efficiency is greatly reduced for sunlight with an incident angle of 0 to 40 °.
  • the cover member for a solar cell of the present invention it is possible to improve the efficiency of capturing sunlight in a wide range of incident angles of sunlight as compared with the conventional case.
  • a cover member for solar cell By using such a cover member for solar cell, compared to the conventional case.
  • a solar cell with high power generation efficiency can be provided.

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Abstract

　幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽電池への太陽光の取り込み効率を従来に比べ向上できる太陽電池用カバー部材、および幅広い太陽光の入射角の範囲において従来に比べ発電効率を向上できる太陽電池を提供する。　ガラス板５０（透明面材）と回折格子シート１とを有する太陽電池用カバー部材３であって、回折格子シート１が、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層１０と、互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線２２からなる回折格子２０とを有し、格子線２２が、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、格子線２２が、透明樹脂層１０の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、透明樹脂層１０内に埋設された、太陽電池用カバー部材３を用いる。

Description

太陽電池用カバー部材および太陽電池
　本発明は、回折格子を有する太陽電池用カバー部材（たとえば、太陽電池用カバーガラス）および該太陽電池用カバー部材が光の入射側に設けられた太陽電池に関する。
　太陽電池は、通常、光の入射面を南に向け、かつ所定の角度に傾斜させた状態にて架台や屋根に取り付けられる。また、光の入射面を略水平にした状態にて車両（自動車等）のルーフに取り付けられる場合もある。いずれの太陽電池においても、朝夕のように、入射面への太陽光の入射角が大きくなる場合には、太陽光の入射角が小さい（すなわち、太陽電池の入射面のほぼ正面に太陽が位置する）昼間に比べ、太陽光の取り込み効率が低くなることがよく知られている。
　朝夕のように太陽光の入射角が大きい場合でも、太陽光をほぼ垂直方向に入射させて、太陽光の取り込み効率を向上させ、その結果、発電効率を向上できる太陽電池としては、ピッチの異なる複数の凸部からなる回折格子を太陽光の入射側に備えた太陽電池が提案されている（特許文献１参照）。
日本特開平０４－１８８７７５号公報
　しかし、ピッチの異なる複数の凸部からなる回折格子の場合、特定のピッチにおいて特定の入射角の太陽光のみをほぼ垂直方向に回折できるため、結局のところ、ある時刻における特定の太陽光の入射角に対応した一部の特定のピッチの凸部のみにおいて太陽光がほぼ垂直方向に回折し、他のピッチの凸部においては太陽光がほぼ垂直方向に回折しない。そのため、ピッチの異なる複数の凸部からなる回折格子では、実際のところ、太陽光の取り込み効率はほとんど向上しない。
　なお、回折格子の凸部のピッチを一定にした場合は、一定のピッチに対応した特定の入射角の太陽光のみをほぼ垂直方向に回折できるため、特定の入射角の太陽光については、太陽光の取り込み効率が向上するものの、他の入射角の太陽光については、太陽光の取り込み効率はむしろ低下する。
　本発明は、幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽電池への太陽光の取り込み効率を従来に比べ向上できる太陽電池用カバー部材、および幅広い太陽光の入射角の範囲において従来に比べ発電効率を向上できる太陽電池を提供する。
　本発明の太陽電池用カバー部材は、透明面材と回折格子シートとを有する太陽電池用カバー部材であって、前記回折格子シートが、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有し、前記格子線が、前記透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、前記格子線が、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、前記透明樹脂層内に埋設された、回折格子シートであることを特徴とする。
　前記回折格子シートは、前記第１の主表面に接する第１の透明基板をさらに有することが好ましい。
　前記格子線は、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して、長さ方向が平行に延びるように、かつ前記薄膜の表面が勾配を有するように、前記透明樹脂層内に埋設されていることが好ましい。
　前記格子線は、前記透明樹脂層より屈折率の大きい誘電体の薄膜からなることが好ましい。また、前記格子線を構成する誘電体の薄膜の屈折率は、前記透明樹脂層の屈折率より、０．０００１～１．８高いことが好ましい。
　前記透明面材は、ガラス板であることが好ましい。
　本発明の太陽電池用カバー部材は、２枚のガラス板と、その間に挟まれた回折格子シートとが、中間膜を介して貼り合わされた合わせガラスであってもよい。
　本発明の太陽電池用カバー部材は、ガラス板の表面に回折格子シートが貼着されたシート貼着ガラスであってもよい。
　本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用カバー部材が、太陽光の入射側に設けられたものであることを特徴とする。
　上記した数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「～」は、同様の意味をもって使用される。
　本発明の太陽電池用カバー部材によれば、幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽電池への太陽光の取り込み効率を従来に比べ向上できる。
　本発明の太陽電池は、幅広い太陽光の入射角の範囲において従来に比べ発電効率を向上できる。
本発明の太陽電池用カバー部材の第１の実施形態を示す断面図である。 本発明の太陽電池用カバー部材の第２の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの一実施形態を示す断面図である。 図３の回折格子シートにおける透明樹脂層を示す斜視図である。 回折格子シートの他の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの他の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の太陽電池用カバー部材（透明樹脂層）における光の屈折および回折の様子の一例を示す概略図である。 本発明の太陽電池の第１の実施形態を示す断面図である。 本発明の太陽電池の第２の実施形態を示す断面図である。 本発明の太陽電池の第３の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの製造方法における工程（ａ）を説明する断面図である。 回折格子シートの製造方法における工程（ｂ）を説明する斜視図である。 回折格子シートの製造方法における工程（ｃ）を説明する断面図である。 本発明の太陽電池における朝夕の太陽光の入射の様子を示す図である。 例２（比較例）で用いた回折格子シートを示す斜視図である。 太陽光の入射角に対する例１～３の太陽電池の発電量を示すグラフである。
　本発明における透明とは、可視光線および赤外線を透過することを意味する。
　本発明における屈折率は、波長５８９ｎｍにおける屈折率である。
　本発明における回折格子シートの各寸法は、回折格子シートの断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像または原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）像において、３箇所の各寸法を測定し、平均した値とする。
＜太陽電池用カバー部材＞
　本発明の太陽電池用カバー部材は、太陽電池の光の入射側に設けられる部材（たとえば、太陽電池用カバーガラス）であって、透明面材と後述する回折格子シートとを有する。
（透明面材）
　透明面材としては、ガラス板、または透明樹脂板が挙げられ、太陽光に対して透明性が高い点はもちろん、耐光性、耐候性、耐食性、耐表面傷付性、高い機械的強度を有する点からも、ガラス板が最も好ましい。以下、本明細書において、透明面材をガラス板と称して説明する場合もある。
　ガラス板としては、フロート法またはダウンドロー法で得られたものであってもよく、型板ガラスであってもよい。ガラス板の材料としては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられ、中でも鉄分が低く青みの小さい高透過ガラス（通称、白板ガラスとも呼ばれる。）が好ましい。安全性を高めるために、強化ガラスを用いてもよい。
　透明樹脂板の材料としては、透明性の高い樹脂材料（ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等）が挙げられる。
　透明面材には、他の層との界面接着力を向上させるために、表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、ガラス板の表面をシランカップリング剤で処理する方法等が挙げられる。
　透明面材の厚さは、機械的強度、透明性の点から、ガラス板の場合は通常１～６ｍｍであり、透明樹脂板の場合は通常０．１～３ｍｍである。
（回折格子シート）
　回折格子シートは、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有し、格子線が、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、格子線が、透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、透明樹脂層内に埋設されたものである。
　透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなる格子線が透明樹脂層内に埋設された回折格子シートによれば、複数の凸条からなる通常の回折格子が表面に形成されたもの（たとえば、後述する例２（比較例）の回折格子シート）に比べ、幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽電池への太陽光の取り込み効率を向上できる。
＜太陽電池用カバー部材の実施形態＞
　太陽電池用カバー部材としては、たとえば、下記の（１）、（２）が挙げられる。
　（１）２枚のガラス板と、その間に挟まれた後述する回折格子シートとが、中間膜を介して貼り合わされた合わせガラス（第１の実施形態）。
　（２）ガラス板の表面に後述する回折格子シートが貼着されたシート貼着ガラス（第２の実施形態）。
（第１の実施形態）
　図１は、本発明の太陽電池用カバー部材の第１の実施形態を示す断面図である。太陽電池用カバー部材３は、２枚のガラス板５０と、その間に挟まれた後述する回折格子シート１とが、中間膜５２を介して貼り合わされた合わせガラスである。
　ガラス板５０としては、上述した材料からなるガラス板が挙げられる。
　中間膜５２としては、公知の合わせガラスに用いられる中間膜（ポリビニルブチラールフィルム等）を用いればよい。
（第２の実施形態）
　図２は、本発明の太陽電池用カバー部材の第２の実施形態を示す断面図である。太陽電池用カバー部材４は、ガラス板５０と、ガラス板５０の表面に粘着剤層６０を介して貼着された後述する回折格子シート２とを有するシート貼着ガラスである。
　ガラス板５０としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
　粘着剤層６０としては、ガラス板に各種フィルムを貼着する際に用いられる公知の粘着シート等を用いればよい。
（他の形態）
　本発明の太陽電池用カバー部材は、透明面材と後述する回折格子シートとを有するものであればよく、図１、図２に示すものに限定はされない。
　たとえば、回折格子を備えた回折格子シートが、透明基板を有さず（すなわち、図１のように第１の透明基板３２および第２の透明基板３４を有さず）、透明樹脂層１０および回折格子２０のみからなる回折格子シートであってもよい。
　また、回折格子シートが、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のうち、いずれか一方を有する回折格子シートであってもよい。
　また、後述する積層タイプの回折格子シートを有する太陽電池用カバー部材であってもよい。
　また、公知の太陽電池のカバー部材（たとえば、カバーガラス）の表面に、後述する回折格子シートを貼り合わせ、本発明の太陽電池用カバー部材としてもよい。
＜回折格子シートの実施形態＞
　以下、回折格子シートの実施形態を、図を用いて説明する。以下の図は模式図であり、実際の回折格子シートは、図示したような理論的かつ理想的形状を有するものではない。たとえば、実際の回折格子シートにおいては、格子線等の形状に多少の崩れがある。
　図３は、回折格子シートの一実施形態を示す断面図であり、図４は、該回折格子シートにおける透明樹脂層を示す斜視図である。回折格子シート１は、互いに平行な第１の主表面１８および第２の主表面１９を有する平坦な透明樹脂層１０と；透明樹脂層１０内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで埋設された複数の格子線２２からなる回折格子２０と；透明樹脂層１０の第１の主表面１８に接する第１の透明基板３２と；透明樹脂層１０の第２の主表面１９に接する第２の透明基板３４とを有する。
（透明樹脂層）
　透明樹脂層１０は、互いに平行な第１の主表面１８および第２の主表面１９を有する。第１の主表面１８および第２の主表面１９は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。
　透明樹脂層１０は、具体的には、図３に示すような、断面形状が直角三角形である複数の凸条１２が、互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで表面に形成された凹凸面を有する第１の層１４と；凸条１２の第１の側面を被覆する格子線２２と凸条１２との間の溝に充填され、かつ凸条１２の頂部および格子線２２を完全に被覆する第２の層１６とを有する積層体である。第１の層１４と第１の透明基板３２との界面が、透明樹脂層１０の第１の主表面１８であり、第２の層１６と第２の透明基板３４との界面が、透明樹脂層１０の第２の主表面１９である。
　凸条１２は、第１の層１４の平坦部から立ち上がり、かつその立ち上がりが一方向に伸びている部分である。凸条１２は第１の層１４の平坦部と一体で、第１の層１４の平坦部と同じ材料からなっていてもよく、第１の層１４の平坦部と異なる透明樹脂からなっていてもよい。凸条１２は第１の層１４の平坦部と一体で、かつ第１の層１４の平坦部と同じ材料からなっていることが好ましい。
　複数の凸条１２は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。また、凸条１２は、直線状に伸びている形状のものが好ましいが、隣接する凸条１２が接触しない範囲で曲線状または折れ線状に伸びている形状のものであってもよい。
　凸条１２は、その長さ方向に直交する断面の形状が長さ方向にわたってほぼ一定であり、複数の凸条１２においてもそれらの断面形状はすべてほぼ一定であることが好ましい。凸条１２の断面形状は、底部（すなわち、第１の層１４の平坦部）から頂部に向かうにしたがって幅がしだいに狭くなる形状であってもよい。具体的な断面形状としては、たとえば、三角形、台形等が挙げられる。断面形状における角は曲線状であってもよい。また、断面形状における辺（側面）は曲線状であってもよく、階段状であってもよい。なお、凸条１２の断面形状は、これら形状に限定されず、矩形等であってもよい。
　凸条１２の頂部は、前記断面形状の最も高い部分が長さ方向に連なった部分である。凸条１２の頂部は面であってもよく、線であってもよい。たとえば、断面形状が台形の場合には頂部は面をなし、断面形状が三角形の場合には頂部は線をなす。本発明において凸条１２の頂部以外の表面を凸条１２の側面という。
　凸条１２は、第１の側面および第２の側面を有する。第１の側面および第２の側面のうち、第１の側面の少なくとも一部に格子線２２が形成される。第１の側面および第２の側面のうち、少なくとも第１の側面が第１の主表面１８に対して勾配を有することが好ましい。第１の側面は、勾配を有する限りは、平面であってもよく、曲面であってもよく、階段状であってもよい。第２の側面は、第１の主表面１８に対して垂直であってもよく、勾配を有していてもよい。
　上記説明において、凸条１２の第１の側面を同凸条１２の右側の面とし、この第１の側面に格子線として機能する薄膜を形成した例について説明したが、勿論図面の凸条の第１の側面を同凸条の左側の面とし、凸条の第２の側面を同凸条の右側の面として取り扱ってもよい。この場合、図１において説明した右側の側面と反対側の左側の側面に格子線として機能する薄膜が形成されることになる。以下、本明細書の説明において、同様である。
　透明樹脂層１０（第１の層１４および第２の層１６を併せて透明樹脂層１０とも呼ぶ。）は、透明樹脂からなる層である。
　透明樹脂としては、後述するインプリント法にて凸条１２を形成できる点および格子線２２を透明樹脂層１０内に埋設しやすい点から、光硬化樹脂または熱可塑性樹脂が好ましく、光インプリント法にて凸条１２を形成できる点ならびに耐熱性および耐久性に優れる点から、光硬化樹脂が特に好ましい。光硬化樹脂としては、生産性の点から、光ラジカル重合により光硬化し得る光硬化性組成物を光硬化して得られる光硬化樹脂が好ましい。
　透明樹脂層１０（第１の層１４および第２の層１６）の屈折率は、１．２５～１．８が好ましく、１．３～１．７がより好ましい。透明樹脂層１０の屈折率が前記範囲の間にあれば、第１の透明基板３２、第２の透明基板３４の材料を適宜選択することにより、透明樹脂層１０と第１の透明基板３２、もしくは透明樹脂層１０と第２の透明基板３４の間の屈折率の差を小さくしやすい。
　第１の層１４と第２の層１６との屈折率の差（絶対値）は、０．１以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。屈折率の差が０．０５以下であれば、第１の層１４と第２の層１６の界面における反射、回折等による迷光やロスが抑制できる。また第１の層１４と第２の層１６の屈折率が同一であれば、光学設計が容易になる。
　第１の層１４と第２の層１６との屈折率の差を小さくする点から、第１の層１４の材料と第２の層１６の材料は、実質的に同じ材料が好ましく、完全に同じ材料であることがより好ましい。
（格子線）
　回折格子２０は、互いに平行に、所定のピッチＰｐで埋設された複数の格子線２２からなる。本明細書において、薄膜状の格子線、所定幅の線条の格子線を含め、格子線と称する。複数の格子線２２は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。また、格子線２２は、直線状が好ましいが、隣接する格子線２２が接触しない範囲で曲線状または折れ線状であってもよい。また、格子線２２の長さ方向の端面は、透明樹脂層１０の側面から露出していても構わない。
　複数の格子線２２は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して、その長さ方向が所定間隔をもって平行に延びるように形成される。格子線２２は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して、その長さ方向が実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。
　格子線２２は、その長さ方向に直交する方向の断面の形状が長さ方向にわたってほぼ一定であり、複数の格子線２２においてもそれらの断面形状はすべてほぼ一定であることが好ましい。
　凸条１２の表面の少なくとも一部に格子線２２を形成する場合、格子線２２は凸条１２の長さ方向に延びる薄膜から構成される。格子線２２は、凸条１２の第１の側面の少なくとも一部を被覆することが好ましく、第１の側面を完全に被覆することがより好ましい。この際、格子線２２は、凸条１２の頂部の一部もしくは全部を被覆してもよく、または、凸条１２の頂部の全部および凸条１２の第２の側面の一部を被覆してもよい。また、格子線２２は、隣接する２つの凸条１２間の平坦部の一部を被覆していてもよい。
　格子線２２は、格子線２２を構成する薄膜の表面が、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有するように形成されることが好ましい。薄膜の表面が第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していれば、回折格子２０にて回折した光を、太陽電池素子の表面に対してほぼ垂直方向に出射する等の出射方向の制御が容易になる。透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面（格子面）の勾配の角度φｇは、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、凸条１２の第１の側面の勾配の角度φｐと同じになる（図１３参照）。薄膜の表面は、勾配を有する限りは、平面であってもよく、曲面であってもよく、階段状であってもよい。
　格子線２２のピッチＰｐ、格子線２２の高さＨｇ、格子線２２の厚さＤｇ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇ等は、たとえば、後述する回折格子の設計方法によって適宜設定すればよい。
　なお、格子線２２のピッチＰｐは、格子線２２の断面の左端（または右端）から、これに隣接する格子線２２の断面の左端（または右端）までの距離であり、格子線２２の厚さＤｇは、格子線２２の長さ方向に直交する断面における、凸条１２の幅方向と同じ方向の厚さの最大値であり、格子線２２の高さＨｇは、格子線２２の長さ方向に直交する断面における、凸条１２の高さ方向と同じ方向の高さである（図３参照）。
　格子線２２は、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料（以下、格子線材料とも記す。）の薄膜からなる。
　格子線材料としては、誘電体（無機酸化物、樹脂等）、金属等が挙げられる。無機酸化物としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、二酸化ジルコニウム（以下、ジルコニアと記す。）等が挙げられる。樹脂としては、光硬化樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。金属としては、金属単体、合金、ドーパントまたは不純物を含む金属等が挙げられる。具体的には、アルミニウム、銀、クロム、マグネシウム、アルミニウム系合金、銀系合金等が挙げられる。
　格子線２２は、透明樹脂層１０より屈折率の大きい誘電体の薄膜からなることが好ましい。格子線２２（誘電体）の屈折率を、透明樹脂層１０の屈折率よりも大きくすることによって、格子線２２（誘電体）の屈折率を、透明樹脂層１０の屈折率よりも小さくする場合に比べて、屈折率差をより大きくし、回折効率を上げることが容易になる。また誘電体の選択肢が増える。
　格子線材料としては、回折効率を向上させるためには、透明樹脂層１０との屈折率差が大きい材料が好ましく、樹脂との屈折率差を大きくし、回折効率を大きくできる点から、誘電体の薄膜の材料のうち、酸化チタン、ジルコニアが好ましく、ジルコニアが特に好ましい。また、回折効率は酸化チタン、ジルコニアよりも低下するものの、可視視光線や赤外線の透過率が高く、薄膜を形成しやすく、安価な点からは、二酸化ケイ素も好ましい。
　格子線２２を構成する薄膜（すなわち、格子線材料）の屈折率は、透明樹脂層１０の屈折率より、０．０００１～１．８高いのが好ましい。特に、格子線２２を構成する誘電体の薄膜の屈折率が、上記範囲であれば、回折効率が高く、透過率の波長分散が生じにくい。
（透明基板）
　回折格子シート１は、透明樹脂層１０の表面に、熱可塑性樹脂等からなる透明基板（第１の透明基板３２および第２の透明基板３４）を有する。第１の透明基板および第２の透明基板は、例えばポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（CR-39）などのポリカーボネート系樹脂；（臭素化）ビスフェノールＡ型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡモノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体及び共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂；ポリエステル特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル、アクリロニトリル－スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー（商品名：アートン、ゼオノア）などが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂などからなるものが挙げられる。かかる第１の透明基板および第２の透明基板は、フィルム状であっても板状であってもよく、双方を含めて透明基板と称する。
　透明基板と透明樹脂層１０との屈折率の差（絶対値）は、０．１以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。屈折率の差が０．１以下であれば、透明樹脂層１０と透明基板の界面でおこる反射による光のロスを抑えることができる。
（他の形態）
　本発明における回折格子シートは、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有する回折格子シートであって、格子線が、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、かつ格子線が、透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、透明樹脂層内に埋設されたものであればよく、図３、図４に示すものに限定はされない。
　たとえば、格子線２２を構成する誘電体の薄膜の表面は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していなくてもよい。すなわち、第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して垂直であってもよい。
　また、透明基板を有さず（すなわち、第１の透明基板３２および第２の透明基板３４を有さず）、透明樹脂層１０および回折格子２０のみからなる回折格子シートであってもよい。
　また、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のうち、いずれか一方を有する回折格子シートであってもよい。第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のいずれか一方を有する場合、回折格子シートを製造しやすい点から、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２を有する回折格子シートが好ましい。
　また、図５に示すように、第２の透明基板３４（または第１の透明基板３２）の表面にハードコート層３６を有する回折格子シート２であってもよい。
　ハードコート層３６の材料としては、樹脂（光硬化樹脂等）、無機酸化物（二酸化ケイ素等）等が挙げられる。
　また、回折格子シート１を複数積層した回折格子シートであってもよく、回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０を複数積層した回折格子シートであってもよい。この際、各透明樹脂層１０における格子線２２の長さ方向、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇ、格子線２２のピッチＰｐ等は、各透明樹脂層１０で同一であってもよく、一部の透明樹脂層１０で異なっていてもよく、透明樹脂層１０ごとに異なっていてもよい。
　たとえば、図６に示すように、格子線２２の長さ方向がｘ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が－ｚ方向に勾配した回折格子２０aが埋設された透明樹脂層１０ａと；格子線２２の長さ方向がｘ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が＋ｚ方向に勾配した回折格子２０ｂが埋設された透明樹脂層１０ｂと；格子線２２の長さ方向がｚ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が－ｘ方向に勾配した回折格子２０ｃが埋設された透明樹脂層１０ｃと；格子線２２の長さ方向がｚ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が＋ｘ方向に勾配した回折格子２０ｄが埋設された透明樹脂層１０ｄとが積層された透明樹脂層１０を有する積層タイプの回折格子シートであってもよい。該回折格子シートを有する太陽電池用カバー部材によれば、太陽の高度や方角（朝昼夕、季節）によらず、いずれかの透明樹脂層における回折格子で回折した太陽光が太陽電池素子に効率よく入射する。また、車両（自動車等）のルーフに設置し、車両自動車等）の進行方向が変化すると、太陽光の入射方向が変化するような場合であっても、車両（自動車等）の進行方向によらず、いずれかの透明樹脂層における回折格子２０で回折した太陽光が太陽電池素子に効率よく入射する。
　また、図７に示すように、格子線２２の長さ方向、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の向きおよび角度φｇが同じ回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０ｅと透明樹脂層１０ｆとが積層された透明樹脂層１０を有する積層タイプの回折格子シートであってもよい。該回折格子シートによれば、単層の透明樹脂層１０に比べ、回折させたい特定の入射角や波長の太陽光の回折効率をより高めることができる。
＜回折格子の設計方法＞
　格子線２２のピッチＰｐ、格子線２２の高さＨｇ、格子線２２の厚さＤｇ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇ等は、回折させたい太陽光の波長の範囲、回折させたい太陽光の入射角の範囲、回折格子シートを構成する各材料（透明樹脂層１０、格子線２２の薄膜、第１の透明基板３２、第２の透明基板３４、ハードコート層３６等）の屈折率、太陽電池用カバー部材を構成する各材料（ガラス板５０、中間膜５２、粘着剤層６０等）の屈折率、太陽電池の設置角度等に応じ、公知の光学的な知見（特許文献１、２、その他）に基づいて適宜設定すればよい。
　たとえば、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇは、以下のようにして、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎを求め、φｇ＝９０－φｎから算出できる。
　また、格子線２２の断面の左端（または右端）から、これに隣接する格子線２２の断面の左端（または右端）までの距離である格子線２２のピッチＰｐは、以下のようにして、格子線２２の法線方向の格子線間隔ｄを求めることによって算出できる。
　図８は、太陽電池用カバー部材３（透明樹脂層１０）における光の屈折および回折の様子の一例を示す概略図である。なお、太陽電池用カバー部材３の場合、透明樹脂層１０の他に、透明基板３２、３４、中間膜５２、ガラス板５０を有するが、後述するＳｎｅｌｌの法則より空気と透明樹脂層１０との間に透明樹脂層１０以外の材料が存在していても、最終的に透明樹脂層１０に入射する太陽光の屈折角は、透明樹脂層１０以外の材料が存在しない場合と同じになる。よって、簡略化のため、太陽光が空気から透明樹脂層１０に直接入射するモデルを用いて、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎおよび格子線間隔ｄの求め方を説明する。また、図面の煩雑さを避けるため、透明樹脂層１０中の格子線２２は２本のみ図示し、他の格子線２２は省略する。
　空気（屈折率ｎ０）から透明樹脂層１０（屈折率ｎ１）に入射角θ０で入射した太陽光は、後述するＳｎｅｌｌの法則にしたがって該界面にて屈折角θ１で屈折する。
　後述するＢｒａｇｇ条件を満たす場合、屈折した太陽光の一部（波長λ）は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度がφｎである格子線２２に、入射角－（φｎ－θ１）で入射し、回折角－（φｎ－θ１）で回折（反射）する。一方、Ｂｒａｇｇ条件を満たさない場合、屈折した太陽光は、格子線２２にて回折することなく、透明樹脂層１０から他の材料（封止材等）（屈折率ｎ２）に出射する。
　回折した太陽光は、透明樹脂層１０と他の材料との界面に入射角β１で入射する。入射角β１が該界面に対してほぼ垂直（β１≒０）であれば、回折格子にて回折した太陽光を、太陽電池素子の表面に対してほぼ垂直方向に出射できる。
　ここで、入射角β１は、下式（１）で表される。
　　　β１＝－（２φｎ－θ１）　・・・（１）
　また、屈折角θ１は、下式（２）のＳｎｅｌｌの法則から、下式（３）で表される。
　　　ｎ０ｓｉｎθ０＝ｎ１ｓｉｎθ１　・・・（２）
　　　θ１＝ａｒｃｓｉｎ｛（ｎ０／ｎ１）ｓｉｎθ０｝　・・・（３）
　式（３）を式（１）に代入すると、下式（４）となる。
　　　β１＝－［２φｎ－ａｒｃｓｉｎ｛（ｎ０／ｎ１）ｓｉｎθ０｝］　・・・（４）
　式（４）に回折させたい太陽光の入射角θ０（たとえば、７０°）、空気の屈折率ｎ０、透明樹脂層１０の屈折率ｎ１を入力し、右辺が０となるような、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎを求める。
　回折を起こす格子線間隔ｄは、下式（５）のＢｒａｇｇ条件で表される。
　　　ｄ＝λ／［２ｎ１ｓｉｎ｛－（φｎ－θ１）｝］　・・・（５）
　式（５）に回折させたい太陽光の波長λ（たとえば５００ｎｍ）、屈折角θ１（式（３））、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎを入力し、格子線間隔ｄを求める。
　なお、回折させたい太陽光の入射角θ０および回折させたい太陽光の波長λを用いて求められる、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎおよび格子線間隔ｄは、それぞれ１点のみであるが、実際の回折格子においては、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎおよび格子線間隔ｄが１点に固定されていても、回折させたい太陽光の入射角θ０を中心として幅広い入射角の範囲、および回折させたい太陽光の波長λを中心として幅広い波長の範囲における太陽光も、入射角θ０および波長λの太陽光ほどではないが、回折格子２０にてある程度回折し、太陽光の取り込み効率を向上できる。
　また、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎ（透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇ）および格子線間隔ｄ（ピッチＰｐ）は、回折格子シート１の全体にわたって一定であってもよく、連続的または部分的に変化させてもよい。
＜太陽電池＞
　本発明の太陽電池は、本発明の太陽電池用カバー部材が、太陽光の入射側に設けられたものである。本発明の太陽電池は、光の入射面を南に向け、かつ所定の角度に傾斜させた状態にて架台や屋根に取り付けられる。また、光の入射面を略水平にした状態にて車両（自動車等）のルーフに取り付けられる場合もある。
　本発明の太陽電池を、太陽光の入射面を南に向け、かつ所定の角度に傾斜させた状態にて架台や屋根に取り付ける場合、朝夕の太陽光の取り込み効率を向上させる点から、回折格子の格子線の長さ方向は、水平方向に対して直交する方向とすることが好ましい。また、太陽光の入射面を略水平にした状態にて車両（自動車等）のルーフに取り付ける場合、回折格子の格子線の長さ方向も、略水平方向となる。
　太陽電池の種類としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、ハイブリッド型、薄膜シリコン型、球状シリコン型、タンデム型、多接合型、化合物系（ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系、ＣＺＴＳ系、ＣｄＴｅ系等）、色素増感型、有機薄膜型、量子ドット型等が挙げられる。
　以下、本発明の太陽電池の実施形態を、単結晶シリコン型を例にとり、図を用いて説明する。
（第１の実施形態）
　図９は、本発明の太陽電池の第１の実施形態を示す断面図である。太陽電池５は、太陽光の入射面側に配される、図１に示した合わせガラスタイプの太陽電池用カバー部材３と、バックシート６２と、これらを貼り合わせる封止材６４と、封止材６４で封止、固定され、インターコネクタ（図示略）を介して電極（図示略）間が接続された複数の単結晶シリコン型太陽電池素子６６とを有するものである。
　バックシート６２の材料としては、樹脂（フッ素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン等）、ガラス、金属（アルミニウム等）等が挙げられる。バックシート６２は、単層であってもよく、複層であってもよい。
　封止材６４としては、公知の太陽電池に用いられる封止シート（エチレン－酢酸ビニル共重合体シート、ポリビニルブチラールシート等）を用いればよい。
（第２の実施形態）
　図１０は、本発明の太陽電池の第２の実施形態を示す断面図である。太陽電池６は、太陽光の入射面側に配される、図２に示したシート貼着ガラスタイプの太陽電池用カバー部材４と、バックシート６２と、これらを貼り合わせる封止材６４と、封止材６４で封止、固定され、インターコネクタ（図示略）を介して電極（図示略）間が接続された複数の単結晶シリコン型太陽電池素子６６とを有するものである。この太陽電池６においては、太陽電池用カバー部材４のガラス板５０側が封止材６４に接する。
　バックシート６２の材料としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
　封止材６４としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
（第３の実施形態）
　図１１は、本発明の太陽電池の第３の実施形態を示す断面図である。太陽電池７は、太陽光の入射面側に配される、図２に示したシート貼着ガラスタイプの太陽電池用カバー部材４と、バックシート６２と、これらを貼り合わせる封止材６４と、封止材６４で封止、固定され、インターコネクタ（図示略）を介して電極（図示略）間が接続された複数の単結晶シリコン型太陽電池素子６６とを有するものである。この太陽電池７においては、太陽電池用カバー部材４の回折格子シート２側が封止材６４に接し、太陽電池用カバー部材４のガラス板５０は太陽光の入射面側に位置する。
　バックシート６２の材料としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
　封止材６４としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
（他の形態）
　本発明における太陽電池は、本発明の太陽電池用カバー部材が、太陽光の入射側に設けられたものであればよく、図９～１１に示すものに限定はされない。
　たとえば、図示例の単結晶シリコン型太陽電池に限定されず、化合物系、色素増感型、薄膜型等の太陽電池であっても構わない。
　また、回折格子シートが、透明基板を有さず（すなわち、第１の透明基板３２および第２の透明基板３４を有さず）、透明樹脂層１０および回折格子２０のみからなる回折格子シートであってもよい。
　また、回折格子シートが、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のうち、いずれか一方を有する回折格子シートであってもよい。
　また、上述した積層タイプの回折格子シートを有する太陽電池であってもよい。
　また、公知の太陽電池のカバー部材（たとえば、カバーガラス）の表面に、回折格子シートを貼り合わせ、本発明の太陽電池としてもよい。
＜太陽電池の製造方法＞
　本発明の太陽電池は、たとえば、下記の工程（Ｉ）～（III）を経て製造される。
　（Ｉ）回折格子シートを製造する工程。
　（II）回折格子シートとガラス板とを貼り合わせて太陽電池用カバー部材を得る工程。
　（III）本発明の太陽電池用カバー部材が光の入射側に設けられた本発明の太陽電池を得る工程。
〔工程（Ｉ）〕
　回折格子シートの製造方法としては、たとえば、下記の工程（ａ）、工程（ｂ）、（ｃ）をこの順で有する方法が挙げられる。
　（ａ）一方の表面が第１の主表面であり、他方の表面が、複数の凸条が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された凹凸面である、透明樹脂からなる第１の層を形成する工程。
　（ｂ）第１の層に形成された凸条の表面の少なくとも一部に、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料をドライコートして薄膜を形成することによって、複数の格子線からなる回折格子を形成する工程。
　（ｃ）第１の層の凹凸面および回折格子の表面に、透明樹脂からなる第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる前記透明樹脂層を形成する工程。
　また、透明基材を有する回折格子シート１の製造方法としては、たとえば、下記の工程（ａ’）、工程（ｂ）、工程（ｃ’）をこの順で有する方法が挙げられる。
　（ａ’）第１の透明基板の表面に、一方の表面が、第１の透明基板との界面、すなわち第１の主表面であり、他方の表面が、複数の凸条が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された凹凸面である、透明樹脂からなる第１の層を形成する工程。
　（ｂ）第１の層に形成された凸条の表面の少なくとも一部に、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料をドライコートして薄膜を形成することによって、複数の格子線からなる回折格子を形成する工程。
　（ｃ’）第１の層および回折格子が表面に形成された第１の透明基板と、光硬化性組成物からなる塗膜が表面に形成された第２の透明基板とを、第１の層および回折格子に塗膜が接するように貼り合わせ、ついで塗膜を光硬化させて第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる透明樹脂層を形成する工程。
　具体的には、図３の回折格子シート１の製造方法としては、たとえば、下記の工程（ａ”）、工程（ｂ”）、工程（ｃ”）を有する方法が挙げられる。
　（ａ”）第１の透明基板３２の表面に、一方の表面が第１の透明基板３２との界面（すなわち第１の主表面１８）であり、他方の表面が、第１の主表面１８に対して勾配した第１の側面を有する複数の凸条１２が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された凹凸面である、透明樹脂からなる第１の層１４を形成する工程。
　（ｂ”）第１の層に形成された凸条１２の第１の側面に（図３においては凸条１２のそれぞれの右側の側面に）、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料をドライコートして薄膜（格子線２２）を形成することによって、複数の格子線２２からなる回折格子２０を形成する工程。
　（ｃ”）第１の層１４および回折格子２０が表面に形成された第１の透明基板３２と、光硬化性組成物からなる塗膜が表面に形成された第２の透明基板３４とを、第１の層１４および回折格子２０に塗膜が接するように貼り合わせ、ついで塗膜を光硬化させて第２の層１６を形成することによって、第１の層１４および第２の層１６からなる透明樹脂層１０を形成する工程。
（工程（ａ）、工程（ａ’）、工程（ａ”）の具体例の説明）
　第１の層１４の作製方法としては、インプリント法（光インプリント法、熱インプリント法）、リソグラフィ法等が挙げられ、凸条１２を生産性よく形成できる点および第１の層１４を大面積化できる点から、インプリント法が好ましく、凸条１２をより生産性よく形成できる点およびモールドの溝を精度よく転写できる点から、光インプリント法が特に好ましい。
　光インプリント法は、たとえば、電子線描画とエッチングとの組み合わせ等により、複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成されたモールドを作製し、該モールドの溝を、第１の透明基板３２の表面に塗布された光硬化性組成物に転写し、同時に該光硬化性組成物を光硬化させる方法である。
　光インプリント法による第１の層１４の作製は、具体的には下記の工程（ｉ）～（iv）を経て行われることが好ましい。
　（ｉ）光硬化性組成物を第１の透明基板３２の表面に塗布する工程。
　（ii）図１２に示すように、複数の溝４２が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成されたモールド４０を、溝４２が光硬化性組成物２４に接するように、光硬化性組成物２４に押しつける工程。
　（iii）モールド４０を光硬化性組成物２４に押しつけた状態で放射線（紫外線、電子線等）を照射して光硬化性組成物２４を硬化させて、モールド４０の溝４２に対応する複数の凸条１２を有する第１の層１４を作製する工程。
　（iv）第１の層１４からモールド４０を分離する工程。
　熱インプリント法による第１の層１４の作製は、具体的には下記の工程（ｉ）～（iii）を経て行われることが好ましい。
　（ｉ）第１の透明基板３２の表面に熱可塑性樹脂の被転写膜を形成する工程、または熱可塑性樹脂の被転写フィルムを作製する工程。
　（ii）複数の溝４２が互いに平行にかつ一定のピッチＰｐで形成されたモールド４０を、溝４２が被転写膜または被転写フィルムに接するように、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）以上に加熱した被転写膜または被転写フィルムに押しつけ、モールド４０の溝４２に対応する複数の凸条１２を有する第１の層１４を作製する工程。
　（iii）第１の層１４をＴｇまたはＴｍより低い温度に冷却して第１の層１４からモールド４０を分離する工程。
　インプリント法に用いられるモールド４０の材料としては、シリコン、ニッケル、石英ガラス、樹脂等が挙げられる。
　樹脂フィルムを第１の透明基板３２に用いた場合は、インプリント法は、ロール・ツウ・ロール（ｒｏｌｌ　ｔｏ　ｒｏｌｌ）方式で行うことができる。
（工程（ｂ）、工程（ｂ”）の具体例の説明）
　格子線２２は、第１の層１４の凸条１２の側面の表面に選択的に、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料をドライコートして形成される。
　ドライコート法としては、ＰＶＤ法またはＣＶＤ法が挙げられ、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法が好ましく、真空蒸着法が特に好ましい。真空蒸着法としては、蒸発粒子の第１の層１４に対する入射方向を制御でき、凸条１２の表面に選択的に誘電体を蒸着できる点から、斜方蒸着法が好ましい。
　斜方蒸着法による格子線２２の形成は、たとえば、下記のように行う。
　まず、図１３に示すように、凸条１２の長さ方向Ｌに対して略直交し、かつ凸条１２の高さ方向Ｈに対して第１の側面の側に下式（６）を満たす角度θＲ（°）をなす方向Ｖ１から格子線材料を蒸着する工程を実施することによって、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する勾配の角度がφｐである、凸条１２の第１の側面の一部または全体を被覆する薄膜を形成する。
　　　ｔａｎ（θＲ±１０）＝（Ｐｐ－Ｈｐ／ｔａｎφｐ）／Ｈｐ　・・・（６）。
　式（６）の角度θＲ（°）は、隣の凸条１２に遮られることなく、凸条１２の第１の側面に格子線材料を蒸着するための角度を表わし、凸条１２の第１の側面の底部と隣の凸条１２の頂部との間隔（すなわち凸条１２のピッチＰｐからＨｐ／ｔａｎφｐを引いた距離（Ｐｐ－Ｈｐ／ｔａｎφｐ））と、隣の凸条１２の高さＨｐとから決まる。「±１０」は振れ幅である。
　角度θＲ（°）は、ｔａｎ（θＲ±７）＝（Ｐｐ－Ｈｐ／ｔａｎφｐ）／Ｈｐを満たすことが好ましく、ｔａｎ（θＲ±５）＝（Ｐｐ－Ｈｐ／ｔａｎφｐ）／Ｈｐを満たすことがより好ましい。
（工程（ｃ）、工程（ｃ’）、工程（ｃ”）の具体例の説明）
　図１４に示すように、第１の層１４および回折格子２０が表面に形成された第１の透明基板３２と、光硬化性組成物からなる塗膜２６が表面に形成された第２の透明基板３４とを、第１の層１４および回折格子２０に塗膜２６が接するように貼り合わせる。
　ついで、塗膜２６を光硬化させて第２の層１６を形成することによって、第１の層１４および第２の層１６からなる透明樹脂層１０を形成する。
（他の形態）
　回折格子シートの製造方法は、上述の工程（ａ）～（ｃ）を有する方法であればよく、上述の工程工程（ａ’）～（ｃ’）、（ａ”）～（ｃ”）を有する図示例の回折格子シートの製造方法に限定はされない。
　たとえば、凸条１２の第１の側面は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していなくてもよい。すなわち、第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して垂直であってもよい。また、凸条１２の第２の側面は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していてもよい。また、凸条１２の頂部は、平面であってもよい。
　また、格子線２２を構成する格子線材料の薄膜の表面は、凸条１２の第２の側面に形成されてもよく、凸条１２の頂部の平面に形成されてもよい。
　また、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２を有し、第２の透明基板３４を有さない回折格子シートを製造する場合は、前記工程（ｃ’）を下記のように変更すればよい。
　（ｃ’）第１の層および回折格子が表面に形成された第１の透明基板の回折格子側の表面に、光硬化性組成物からなる塗膜を形成し、ついで塗膜を光硬化させて第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる透明樹脂層を形成する工程。
〔工程（II）〕
　太陽電池用カバー部材は、公知の方法、すなわち第１の実施形態の合わせガラスの場合は、公知の合わせガラスの製造方法によって、第２の実施形態のシート貼着ガラスの場合は、公知のシート貼着ガラスの製造方法によって製造される。
〔工程（III）〕
　太陽電池は、たとえば、特許第４０１００５３号公報、特許第３７９４０５９号公報等に記載された方法等、公知の方法によって製造される。
　たとえば、単結晶シリコン型太陽電池の場合、太陽電池用カバー部材、封止シート、単結晶シリコン型太陽電池素子、封止シート、バックシートを重ねた状態で、加熱、接着を行うことによって製造できる。
＜作用効果＞
　以上説明した本発明の太陽電池用カバー部材にあっては、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなる格子線が透明樹脂層内に埋設された回折格子シートを有するため、複数の凸部からなる回折格子を有する従来のものに比べ、幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽電池への太陽光の取り込み効率を向上できる。
　また、以上説明した本発明の太陽電池にあっては、幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽電池への太陽光の取り込み効率を向上できる本発明の太陽電池用カバー部材が、光の入射側に設けられたものであるため、幅広い太陽光の入射角の範囲において従来に比べ発電効率を向上できる。
　すなわち、図１５に示すように、太陽光の入射角θ０が大きい朝夕においては、太陽電池５に入射した太陽光の一部が回折格子２０によって回折され、単結晶シリコン型太陽電池素子６２の表面に対してほぼ垂直方向に出射され、太陽電池素子に効率よく入射する。
　以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
　例１は実施例であり、例２、３は比較例である。
（光硬化性組成物１）
　撹拌機および冷却管を装着した１０００ｍＬの４つ口フラスコに、
　単量体１（新中村化学工業社製、ＮＫ　エステル　Ａ－ＤＰＨ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）の６０ｇ、
　単量体２（新中村化学工業社製、ＮＫ　エステル　Ａ－ＮＰＧ、ネオペンチルグリコールジアクリレート）の４０ｇ、
　光重合開始剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）の４．０ｇ、
　含フッ素界面活性剤（旭硝子社製、フルオロアクリレート（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２（ＣＦ２）８Ｆ）とブチルアクリレートとのコオリゴマー、フッ素含有量：約３０質量％、質量平均分子量：約３０００）の０．１ｇ、
　重合禁止剤（和光純薬社製、Ｑ１３０１）の１．０ｇ、および
　シクロヘキサノンの６５．０ｇを入れた。
　フラスコ内を常温および遮光にした状態で、１時間撹拌して均一化した。ついで、フラスコ内を撹拌しながら、コロイド状シリカの１００ｇ（固形分：３０ｇ）をゆっくりと加え、さらにフラスコ内を常温および遮光にした状態で１時間撹拌して均一化した。ついで、シクロヘキサノンの３４０ｇを加え、フラスコ内を常温および遮光にした状態で１時間撹拌して光硬化性組成物１の溶液を得た。光硬化性組成物１の硬化後の屈折率は１．４５であった。
〔例１〕
（回折格子の設計）
　透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対する、格子線を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇ、および格子線２２のピッチＰｐは、回折させたい太陽光の入射角θ０を７０°、および回折させたい太陽光の波長λを５００ｎｍに設定し、上述した回折格子の設計方法に基づいて、透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面の法線に対する、格子線を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｎ、および格子線の法線方向の格子線間隔ｄを求めることによって算出した。結果を表１に示す。
（工程（Ｉ））
　工程（ａ’）：
　厚さ５０μｍの高透過ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、Ａ４３００、１００ｍｍ×１００ｍｍ、屈折率（５８９ｎｍ）：１．６５）の表面に、光硬化性組成物１をスピンコート法により塗布し、光硬化性組成物１の塗膜を形成する。
　複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチで形成されたニッケル製モールド（面積：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、パターン面積：１００ｍｍ×１００ｍｍ、溝のピッチＰｐ：０．９６μｍ、溝の深さＨｐ：２．６μｍ、溝の長さ：１００ｍｍ、溝の断面形状：略直角三角形）を、溝が光硬化性組成物１の塗膜に接するように、２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）で光硬化性組成物１の塗膜に押しつける。
　該状態を保持したまま、ＰＥＴフィルム側から高圧水銀灯（周波数：１．５ｋＨｚ～２．０ｋＨｚ、主波長光：２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー：１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射し、光硬化性組成物１を硬化させて、モールドの溝に対応する複数の凸条を有する第１の層（凸条のピッチＰｐ：０．９６μｍ、凸条の高さＨｐ：２．６μｍ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、凸条の第１の側面の勾配の角度φｐ：７０°）を形成する。第１の層からモールドをゆっくり分離する。
　工程（ｂ）：
　蒸着源に対向する第１の層付きＰＥＴフィルムの傾きを変更可能な真空蒸着装置（昭和真空社製、ＳＥＣ－１６ＣＭ）を用い、第１の層の凸条の第１の側面に斜方蒸着法にてジルコニアを蒸着させ、ジルコニア（屈折率（５８９ｎｍ）：２．００）の薄膜からなる格子線（格子線のピッチＰｐ：０．９６μｍ、格子線の高さＨｇ：２．６μｍ、格子線の厚さＤｇ：１８０ｎｍ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線を構成する薄膜の表面の勾配の角度φｇ：７０°）を形成する。
　この際、凸条の長さ方向Ｌに対して略直交し、かつ凸条の高さ方向Ｈに対して第１の側面の側に角度θＲをなす方向Ｖ１（すなわち第１の側面の側、図１３参照）からの蒸着を１回行い、かつ該蒸着における角度θＲおよび該蒸着で凸条が形成されていない平坦な領域に形成される薄膜の厚さ（すなわち蒸着量）Ｄｇ’を表１に示す角度および厚さとする。なお、格子線の厚さＤｇは、シミュレーションで設計した目的とする厚さであり、該厚さになるように、蒸着量Ｄｇ’を調整した。Ｄｇ’は水晶振動子を膜厚センサーとする膜厚モニターにより測定する。
　工程（ｃ’）：
　厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、Ａ４３００、１００ｍｍ×１００ｍｍ）の表面に、光硬化性組成物１をスピンコート法により塗布し、光硬化性組成物１の塗膜を形成する。
　第１の層および回折格子が表面に形成されたＰＥＴフィルム（第１の透明基板）に、光硬化性組成物１からなる塗膜が表面に形成されたＰＥＴフィルム（第２の透明基板）を、第１の層および回折格子に塗膜が接するように２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）で押しつけ、該状態を保持したまま、高圧水銀灯（周波数：１．５ｋＨｚ～２．０ｋＨｚ、主波長光：２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー：１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射する。光硬化性組成物１を硬化させて第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる透明樹脂層を形成し、図３に示す回折格子シート１を得る。
（工程（II））
　フロートガラス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ２ｍｍ、屈折率（５８９ｎｍ）：１．５２）の２枚およびその内側に配設された自動車窓ガラス用中間膜（積水化学社製、厚さ０．７８ｍｍ、ポリビニルブチラールフィルム、屈折率（５８９ｎｍ）：１．４８）の２枚により、上記した工程（ｃ’）により得られた回折格子シート１を挟持し、７２０ｍｍＨｇの減圧下で４分間脱気し、脱気状態のままで、１２０℃のオーブン内に３０分間入れる。ガラス板と中間膜とが予備圧着されたサンドイッチ体をオートクレーブ内に入れ、圧力：１．３ＭＰａ、温度：１３５℃で熱圧着処理することにより、図１に示す太陽電池用カバー部材３を得る。
（工程（III））
　太陽電池用カバー部材３、シート状の封止材６４（三井デュポンポリケミカル社製、厚さ：０．６ｍｍ、エチレン－酢酸ビニル共重合体シート、屈折率（５８９ｎｍ）：１．４８）、単結晶シリコン型太陽電池素子（屈折率（５８９ｎｍ）：３．６）、シート状の封止材６４、バックシート６２（デュポン社製）を重ねた状態で、加熱、接着を行うことによって、図９に示す太陽電池５を得る。
　例１の太陽電池に入射角θ０を０°から７０°まで１０°間隔で変化させた場合の、各入射角θ０における太陽電池の発電量を、単結晶シリコン型太陽電池素子の分光感度特性（波長と量子効率との関係）および太陽電池用カバー部材３の０次透過光および回折光の分光透過率を元に計算した。結果を図１７に示す。
〔例２〕
（回折格子の設計）
　回折格子シートとしては、本発明における回折格子シートを製造する際の中間体である、図１６に示す、第１の層１４付きの第１の透明基板３２（回折格子シート１１）を用いる。
　第１の層１４と第１の透明基板３２との界面に対する、凸条１２の第１の側面の勾配の角度φｐ、凸条１２のピッチＰｐは、回折させたい太陽光の入射角θ０を７０°、および回折させたい太陽光の波長λを５００ｎｍに設定し、上述した回折格子の設計方法に基づいて算出した。結果を表１に示す。
（工程（Ｉ））
　厚さ５０μｍの高透過ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、Ａ４３００、１００ｍｍ×１００ｍｍ、屈折率（５８９ｎｍ）：１．６５）の表面に、光硬化性組成物１をスピンコート法により塗布し、光硬化性組成物１の塗膜を形成する。
　複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチで形成されたニッケル製モールド（面積：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、パターン面積：１００ｍｍ×１００ｍｍ、溝のピッチＰｐ：０．７４μｍ、溝の深さＨｐ：１２．２５μｍ、溝の長さ：１００ｍｍ、溝の断面形状：略直角三角形）を、溝が光硬化性組成物１の塗膜に接するように、２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）で光硬化性組成物１の塗膜に押しつける。
　該状態を保持したまま、ＰＥＴフィルム側から高圧水銀灯（周波数：１．５ｋＨｚ～２．０ｋＨｚ、主波長光：２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー：１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射し、光硬化性組成物１を硬化させて、モールドの溝に対応する複数の凸条を有する第１の層（凸条のピッチＰｐ：０．７４μｍ、凸条の高さＨｐ：１２．２５μｍ、第１の層１４と第１の透明基板３２との界面に対する、凸条の第１の側面の勾配の角度φｐ：８７°）を形成する。第１の層からモールドをゆっくり分離し、回折格子シート１１を得る。
（工程（II））
　回折格子シート１１の第１の透明基板３２側の表面に、ノンキャリア粘着フィルム（商品名：パナピールＴＰ０４（パナック社製））の一方の面のセパレートフィルムを剥離してラミネートした。その後、さらにパナピールＴＰ０４の他方の面のセパレートフィルムを剥離しながらフロートガラス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ４ｍｍ）に回折格子シート１１を貼合し、太陽電池用カバー部材を得る。
（工程（III））
　例１の太陽電池用カバー部材の代わりに、例２において得られた太陽電池用カバー部材を用いた以外は、例１と同様にして太陽電池を得る。
　例２の太陽電池に入射角θ０を０°から７０°まで１０°間隔で変化させた場合の、各入射角θ０における太陽電池の発電量を、単結晶シリコン型太陽電池素子の分光感度特性（波長と量子効率との関係）および太陽電池用カバー部材の０次透過光および回折光の分光透過率を元に計算した。結果を図１７に示す。
〔例３〕
　旭硝子社製フロート板ガラス（ＦＬ、厚さ４ｍｍ）について、入射角０°から７０°における日射透過率を表１に示す。
　例１の太陽電池用カバー部材の代わりに、上記したフロート板ガラスを用いた以外は、例１と同様にして太陽電池を得る。
　例３の太陽電池に入射角θ０を０°から７０°まで１０°間隔で変化させた場合の、各入射角θ０における太陽電池の発電量を、単結晶シリコン型太陽電池素子の分光感度特性（波長と量子効率との関係）およびフロートガラス板の０次透過光および回折光の分光透過率を元に計算した。結果を図１７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１７の結果から、例１の太陽電池は、幅広い太陽光の入射角の範囲（３０～７０°）において、従来の例３の太陽電池に比べ発電効率を向上できることがわかる。一方、複数の凸条からなる回折格子を有する例２の太陽電池は、設計どおり特定の入射角（７０°）の太陽光については、従来の例３の太陽電池に比べ発電効率が向上するものの、入射角０～４０°の太陽光については、発電効率は大きく低下することがわかる。
　本発明の太陽電池用カバー部材によれば、従来に比べ、幅広い太陽光の入射角の範囲において太陽光の取り込み効率を向上させることができ、かかる太陽電池用カバー部材を用いれば、従来に比べ発電効率の高い太陽電池を提供することができる。
　なお、２０１１年７月５日に出願された日本特許出願２０１１－１４９０７１号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
　１　回折格子シート
　２　回折格子シート
　３　太陽電池用カバー部材
　４　太陽電池用カバー部材
　５　太陽電池
　６　太陽電池
　７　太陽電池
　１０　透明樹脂層
　１８　第１の主表面
　１９　第２の主表面
　２０　回折格子
　２２　格子線
　３２　第１の透明基板
　３４　第２の透明基板
　５０　ガラス板（透明面材）
　５２　中間膜
　６２　バックシート
　６４　封止材

Claims (9)

  1. 　透明面材と回折格子シートとを有する太陽電池用カバー部材であって、
    　前記回折格子シートが、
    　互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、
    　互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有し、
    　前記格子線が、前記透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、
    　前記格子線が、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、前記透明樹脂層内に埋設された、回折格子シートである、
    　太陽電池用カバー部材。
  2. 　前記回折格子シートが、前記第１の主表面に接する第１の透明基板をさらに有する、請求項１に記載の太陽電池用カバー部材。
  3. 　前記格子線が、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して、長さ方向が平行に延びるように、かつ前記薄膜の表面が勾配を有するように、前記透明樹脂層内に埋設された、請求項１または２に記載の太陽電池用カバー部材。
  4. 　前記格子線が、前記透明樹脂層より屈折率の大きい誘電体の薄膜からなる、請求項１～３のいずれか一項に記載の太陽電池用カバー部材。
  5. 　前記格子線を構成する誘電体の薄膜の屈折率が、前記透明樹脂層の屈折率より、０．０００１～１．８高い、請求項４に記載の太陽電池用カバー部材。
  6. 　前記透明面材が、ガラス板である、請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池用カバー部材。
  7. 　２枚のガラス板と、その間に挟まれた回折格子シートとが、中間膜を介して貼り合わされた合わせガラスである、請求項６に記載の太陽電池用カバー部材。
  8. 　ガラス板の表面に回折格子シートが貼着されたシート貼着ガラスである、請求項６に記載の太陽電池用カバー部材。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の太陽電池用カバー部材が、太陽光の入射側に設けられた太陽電池。
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