WO2014030546A1 - 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置 - Google Patents

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WO2014030546A1
WO2014030546A1 PCT/JP2013/071450 JP2013071450W WO2014030546A1 WO 2014030546 A1 WO2014030546 A1 WO 2014030546A1 JP 2013071450 W JP2013071450 W JP 2013071450W WO 2014030546 A1 WO2014030546 A1 WO 2014030546A1
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WO
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solar cell
guide plate
light guide
main surface
cell module
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PCT/JP2013/071450
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梅中　靖之
内田　秀樹
誠二 大橋
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シャープ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0003—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being doped with fluorescent agents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • 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 module and a solar power generation device.
  • a solar energy converter described in Patent Document 1 is known as a solar power generation device that generates power by installing a solar cell element on an end surface of a light guide plate and making light propagated through the light guide plate enter the solar cell element. It has been.
  • This solar energy converter emits phosphors by sunlight incident on the translucent substrate, and propagates the fluorescence emitted from the phosphors to the solar cells installed on the end face of the translucent substrate. It is generating electricity.
  • the solar cell element is formed including a member cut out to an arbitrary size from a single large disk-shaped wafer such as a compound semiconductor wafer.
  • the thickness of the light guide plate varies depending on the application, and the thickness of the light guide plate (height of the end face) is not necessarily suitable for the height of the light receiving surface of the solar cell element.
  • the size of the light receiving surface of the solar cell element is equal to the height of the end surface of the light guide plate (thickness of the light guide plate). It is constrained, and there is a risk that the degree of freedom in design is impaired.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a solar cell module and a photovoltaic power generation apparatus in which the size of the light receiving surface of the solar cell element is hardly restricted by the height of the end surface of the light guide plate.
  • the purpose is to do.
  • the solar cell module in one aspect of the present invention has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the first main surface or A light guide plate that converts external light incident from the second main surface into fluorescent light by a phosphor and emits the light; and a solar cell element that receives the fluorescent light emitted from the light guide plate.
  • the end portion includes a first surface bent from the first main surface to the second main surface side, and a second surface bent from the second main surface to the side opposite to the first main surface.
  • a third surface in contact with the first surface and the second surface, and the solar cell element is installed on the third surface and emitted from the third surface. The solar cell element receives the fluorescence.
  • an interval between the first surface and the second surface may be reduced as the distance from the third surface approaches.
  • the light guide plate includes the first main surface, the second main surface, the first main surface, and the second.
  • a light guide plate main body having the first surface in contact with the main surface; a protrusion provided on the second main surface and having the second surface and the third surface; You may have.
  • the protrusion extends in a band shape with a certain width on the second main surface, and is orthogonal to the extending direction of the protrusion.
  • a length of the third surface in a cross section obtained by cutting the light guide plate in a plane including a line and a normal line of the second main surface may be shorter than a thickness of the light guide plate main body.
  • the protrusion extends in a strip shape with a certain width on the second main surface, and the protrusion extends.
  • the width of the protrusion in the direction orthogonal to the direction may be within three times the thickness of the light guide plate body.
  • the first surface is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 1 with respect to the second main surface
  • the third surface is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 3 with respect to the second main surface
  • ⁇ 1 and ⁇ 3 are 30 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 60 ° and 5 ° ⁇ ⁇ 3 ⁇ 30.
  • the relational expression of ° may be satisfied.
  • the light guide plate includes a first member having the first main surface and the second main surface;
  • the second member having the first surface, the second surface, and the third surface may be formed by bonding with an adhesive.
  • the second member may be composed of a plurality of members bonded to each other.
  • the first member and the second member may include the phosphor.
  • the first member includes the phosphor
  • the second member does not include the phosphor. May be.
  • the first surface and the second surface reflect the fluorescence propagating through the light guide plate.
  • a reflective layer may be provided.
  • a solar power generation device includes the solar cell module according to any one of (1) to (11) above.
  • the aspect of the present invention it is possible to provide a solar cell module and a solar power generation device in which the size of the light receiving surface of the solar cell element is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows schematic structure of the solar cell module of 1st Embodiment. It is sectional drawing of a solar cell module. It is sectional drawing to which the principal part of the solar cell module was expanded. It is a top view which shows schematic structure of a solar cell element. It is a figure for demonstrating the size of the principal part of a solar cell module. It is explanatory drawing of the solar cell module in (A) and (B) simulation. It is explanatory drawing of the light source in simulation. (A), (B) It is a figure which shows the mode of the light which propagates the inside of a light-guide plate in case the emission angles of the light from a light source differ.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the solar cell module 1 of the first embodiment.
  • the solar cell module 1 includes a light guide plate 2, a solar cell element 3, a first reflective layer 4, a second reflective layer 5, and a frame 6.
  • the solar cell module 1 includes a light guide plate 2, a solar cell element 3, a first reflective layer 4, a second reflective layer 5, and a frame 6.
  • one corner portion of the four corner portions of the light guide plate 2 is notched.
  • the light guide plate 2 is a plate-like member having a square shape in plan view.
  • the light guide plate 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b.
  • the first main surface 2a is a light incident surface on which sunlight is incident.
  • the second main surface 2b is a surface on the opposite side to the first main surface 2a.
  • a first surface 2c1, a second surface 2c2, and a third surface 2c3 are provided.
  • the first surface 2c1 is a surface that bends from the first main surface 2a to the second main surface 2b side.
  • the second surface 2c2 is a surface that bends from the second main surface 2b to the side opposite to the first main surface 2a.
  • the third surface 2c3 is a surface in contact with the first surface 2c1 and the second surface 2c2.
  • the third surface 2 c 3 is a light emission surface that emits light propagated through the light guide plate 2. The distance between the first surface 2c1 and the second surface 2c2 decreases as the distance from the third surface 2c3 approaches.
  • the light guide plate 2 has a light guide plate main body 22 and a protrusion 23.
  • the light guide plate main body 22 has a first main surface 2a, a second main surface 2b, and a first surface 2c1 in contact with the first main surface 2a and the second main surface 2b.
  • the protrusion 23 is provided on the second main surface 2b and has a second surface 2c2 and a third surface 2c3.
  • the protrusion 23 extends in a band shape with a certain width on the second main surface 2b.
  • the light guide plate 2 causes the external light L to enter from the first main surface 2a, and emits the light propagated through the inside from the third surface 2c3.
  • the size of the light guide plate 2 is, for example, about 1000 mm in length on one side and about 2 mm in thickness.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell module 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 1.
  • 2 and 3 are cross-sectional views of the solar cell module 1 taken along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 23 and a normal line of the second main surface 2b.
  • the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown for convenience.
  • the light guide plate 2 is a fluorescent light guide plate in which a phosphor 21 is dispersed in a transparent substrate 20.
  • the transparent substrate 20 is made of a highly transparent organic material such as an acrylic resin such as PMMA, a polycarbonate resin, or a transparent inorganic material such as glass.
  • PMMA resin refractive index 1.49
  • the light guide plate 2 is formed by dispersing the phosphor 21 in this PMMA resin. Note that the refractive index of the light guide plate 2 is 1.50, which is about the same as that of the PMMA resin because the amount of the phosphor 21 dispersed is small.
  • the phosphor 21 is an optical functional material that absorbs ultraviolet light or visible light, emits visible light or infrared light, and emits it.
  • the optical functional material include organic phosphors.
  • organic phosphors include coumarin dyes, perylene dyes, phthalocyanine dyes, stilbene dyes, cyanine dyes, polyphenylene dyes, xanthene dyes, pyridine dyes, oxazine dyes, chrysene dyes, thioflavine Dyes, pyrene dyes, anthracene dyes, acridone dyes, acridine dyes, fluorene dyes, terphenyl dyes, ethene dyes, butadiene dyes, hexatriene dyes, oxazole dyes, di- and triphenyl Methane dyes, thiazole dyes, thiazine dyes, naphthalimide dyes, anthraquino
  • An inorganic phosphor can also be used as the phosphor.
  • various dyes direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.
  • one type of phosphor 21 is dispersed inside the light guide plate 2.
  • the phosphor 21 absorbs orange light and emits red fluorescence.
  • BASF Lumogen R305 (trade name) is used as the phosphor 21.
  • the phosphor 21 absorbs light having a wavelength of approximately 600 nm or less.
  • the emission spectrum of the phosphor 21 has a peak wavelength at 610 nm.
  • the phosphor 21 absorbs at least a part of the external light L incident on the inside of the light guide plate 2, converts it into fluorescence FL, and emits it.
  • the emitted fluorescent light FL propagates through the light guide plate 2, is emitted from the third surface 2c3, enters the solar cell element 3, and is used for power generation.
  • Each solar cell element 3 is arranged along each side of the light guide plate 2.
  • the light receiving surface of the solar cell element 3 faces the third surface 2c3 of the light guide plate 2.
  • variety of the solar cell element 3 is 2.07 mm as an example.
  • the solar cell element 3 a known solar cell such as a silicon solar cell, a compound solar cell, a quantum dot solar cell, or an organic solar cell can be used.
  • the compound type solar cell and quantum dot solar cell using a compound semiconductor are suitable as the solar cell element 3 since highly efficient electric power generation is possible.
  • a GaAs solar cell which is a compound solar cell exhibiting high efficiency at the peak wavelength (610 nm) of the emission spectrum of the phosphor 21 is desirable.
  • InGaP, InGaAs, AlGaAs, Cu (In, Ga) Se 2 , Cu (In, Ga) (Se, S) 2 , CuInS 2 , CdTe, CdS, or the like may be used as the compound solar cell.
  • Si, InGaAs or the like may be used as the quantum dot solar cell.
  • other types of solar cells such as Si and organic can be used depending on the price and application.
  • the solar cell element 3 is joined to the third surface 2c3 of the light guide plate 2 by a transparent adhesive layer 3a as shown in FIG.
  • the transparent adhesive layer 3a is preferably a thermosetting adhesive such as an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), an epoxy adhesive, a silicone adhesive, or a polyimide adhesive.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • the refractive index of the transparent adhesive layer 3a is 1.50, which is about the same as that of the light guide plate 2.
  • FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the solar cell element 3.
  • the solar cell element 3 includes four solar cells 3 c. Each photovoltaic cell 3c is connected in series.
  • the support substrate 3b is provided with a wiring substrate such as a flexible printed circuit (FPC). Each solar cell 3c is connected to the support substrate 3b by solder.
  • a glass epoxy substrate can be used as the base material of the support substrate 3b.
  • positioned is an area
  • the wiring region preferably protrudes from the third surface 2c3 so as not to overlap the third surface 2c3 when viewed from the normal direction of the third surface 2c3. This makes it easier to route the connection wiring as compared to the case where the wiring region overlaps the third surface 2c3 when viewed from the normal direction of the third surface 2c3.
  • the first reflective layer 4 is provided on the first surface 2 c 1 of the light guide plate 2.
  • the reflective surface of the first reflective layer 4 faces the first surface 2 c 1 of the light guide plate 2.
  • the first reflective layer 4 reflects light traveling from the inside of the light guide plate 2 toward the outside (light emitted from the phosphor 21) toward the inside of the light guide plate 2.
  • the first reflective layer 4 a reflective layer made of a metal film such as silver or aluminum, or a reflective layer made of a dielectric multilayer film such as an ESR (Enhanced Specular Reflector) reflective film (manufactured by 3M) may be used. it can.
  • the first reflective layer 4 is not limited to this.
  • a material having a high reflectance at the emission wavelength of the phosphor is desirable.
  • the second reflective layer 5 is provided on the second surface 2c2 of the light guide plate 2.
  • the reflective surface of the second reflective layer 5 faces the second surface 2 c 2 of the light guide plate 2.
  • the second reflection layer 5 reflects light (light emitted from the phosphor 21) traveling from the inside of the light guide plate 2 toward the outside toward the inside of the light guide plate 2.
  • the same material as the first reflective layer 4 can be used.
  • the frame 6 has a rectangular frame shape in plan view as shown in FIG.
  • the frame 6 holds the light guide plate 2.
  • the frame 6 is formed so as to cover the plurality of solar cell elements 3.
  • the thickness of the frame 6 is about 2 mm.
  • the material for forming the frame 6 is a metal such as Al.
  • various materials can be used as the material for forming the frame 6. In particular, it is preferable to use a high-strength and lightweight material.
  • the frame 6 includes a top plate portion 6a, a bottom plate portion 6b, and a side wall portion 6c.
  • the first end 6a1 of the top plate 6a is connected to the side wall 6c.
  • the second end portion 6 a 2 of the top plate portion 6 a extends to the end portion of the first main surface 2 a of the light guide plate 2.
  • the bottom plate portion 6b is disposed to face the top plate portion 6a with the light guide plate 2 interposed therebetween.
  • the first end 6b1 of the bottom plate 6b is connected to the side wall 6c.
  • the second end portion 6 b 2 of the bottom plate portion 6 b extends to the end portion of the second main surface 2 b of the light guide plate 2.
  • the length of the bottom plate portion 6b in the direction parallel to the main surface of the light guide plate 2 is substantially equal to the length of the top plate portion 6a in the direction parallel to the main surface of the light guide plate 2.
  • a transparent adhesive layer 7a, a reflective layer 8a, and a buffer layer 9a are provided.
  • the reflective layer 8a is joined to the first main surface 2a of the light guide plate 2 by the transparent adhesive layer 7a.
  • the transparent adhesive layer 7a the same material as the transparent adhesive layer 3a can be used.
  • the reflective surface of the reflective layer 8 a faces the first main surface 2 a of the light guide plate 2.
  • the reflection layer 8 a reflects light (light emitted from the phosphor 21) traveling from the inside of the light guide plate 2 toward the outside toward the inside of the light guide plate 2.
  • a reflective layer made of a dielectric multilayer film such as ESR, or a reflective layer made of a metal film such as Al, Cu, Au, or Ag can be used.
  • the buffer layer 9 a absorbs stress applied between the top plate portion 6 a of the frame 6 and the first main surface 2 a of the light guide plate 2.
  • a rubber sheet such as a silicon rubber sheet can be used.
  • various materials can be used as the material for forming the buffer layer 9a. In particular, it is preferable to use a material having high waterproofness.
  • an air layer is interposed in a portion where the buffer layer 9a between the top plate portion 6a of the frame 6 and the first main surface 2a of the light guide plate 2 is not disposed.
  • a transparent adhesive layer 7b, a reflective layer 8b, and a buffer layer 9b are provided.
  • the reflective layer 8b is joined to the second main surface 2b of the light guide plate 2 by the transparent adhesive layer 7b.
  • the transparent adhesive layer 7b the same material as the transparent adhesive layer 7a can be used.
  • the reflection surface of the reflection layer 8b faces the second main surface 2b of the light guide plate 2.
  • the reflection layer 8 b reflects light (light emitted from the phosphor 21) traveling from the inside of the light guide plate 2 toward the outside toward the inside of the light guide plate 2.
  • the reflective layer 8b the same layer as the reflective layer 8a can be used.
  • the buffer layer 9b absorbs stress applied between the bottom plate portion 6b of the frame 6 and the second main surface 2b of the light guide plate 2.
  • the buffer layer 9b can be the same as the buffer layer 9a.
  • an air layer is interposed in a portion where the buffer layer 9b between the bottom plate portion 6b of the frame 6 and the second main surface 2b of the light guide plate 2 is not disposed.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the size of the main part of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross section of the solar cell module 1 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 23 and a normal line of the second main surface 2b.
  • the first reflective layer 4, the second reflective layer 5, the frame 6, and the like are not shown for convenience.
  • the first surface 2c1 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 1 with respect to the second main surface 2b.
  • the second surface 2c2 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 2 with respect to the second main surface 2b.
  • the third surface 2c3 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 3 with respect to the second main surface 2b.
  • the inclination angle ⁇ 1 is 45 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 is 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 3 is 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 and the inclination angle ⁇ 3 are equal to each other.
  • the shape of the protrusion 23 is an isosceles triangle in a sectional view.
  • the thickness of the light guide plate main body 22 (distance between the first main surface 2a and the second main surface 2b in a cross-sectional view) is 2 mm.
  • the height of the protrusion 23 (the distance between the second main surface 2b and the apex in the cross-sectional view) is 2 tan 15 ° (0.54 mm).
  • the width of the protrusion 23 (the length of the side facing the second main surface 2b in a cross-sectional view) is 4 mm.
  • the length of the third surface 2c3 of the protrusion 23 (the length of the oblique side in the cross-sectional view) is 2 / cos 15 ° (2.07 mm).
  • the length of the third surface 2c3 of the protrusion 23 is slightly longer than the thickness of the light guide plate main body 22.
  • the solar cell element is formed including a member cut out to an arbitrary size from a single large disk-shaped wafer such as a compound semiconductor wafer.
  • the thickness of the light guide plate varies depending on the application, and the thickness of the light guide plate (height of the end face) is not necessarily suitable for the height of the light receiving surface of the solar cell element.
  • the size of the light receiving surface of the solar cell element is equal to the height of the end surface of the light guide plate (thickness of the light guide plate). It is constrained, and there is a risk that the degree of freedom in design is impaired.
  • a method of cutting the end face of the light guide plate obliquely is conceivable.
  • the size of the solar cell element that can be installed on the end face of the light guide plate can be secured to some extent.
  • its size is also limited.
  • the method of cutting the end face of the light guide plate obliquely is an effective method when the size of the solar cell element is large, but cannot be applied when the size of the solar cell element is small.
  • the third surface 2c3 that is the installation surface of the solar cell element 3 is provided at the end of the light guide plate 2. Therefore, the size of the solar cell element 3 that can be installed at the end of the light guide plate 2 as in Patent Document 1 is not limited to a certain size. According to the present embodiment, by setting the length of the third surface 2c3 to a desired length, the size of the arrangement surface of the solar cell element 3 and the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 in the light guide plate 2 are determined. Can be the same size as each other. As a result, the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate 2.
  • the length of the third surface 2c3 is desired regardless of the size (thickness) of the light guide plate main body portion 22.
  • the length of the third surface 2 c 3 of the protrusion 23 may be increased.
  • the length of the third surface 2c3 of the protrusion 23 may be shortened.
  • the thickness of the light guide plate in order to reduce the weight of the solar cell module, it is conceivable to reduce the thickness of the light guide plate.
  • the end portion of the light guide plate is obliquely cut, the reflective layer is installed on the cut surface, and the solar cell element is installed on the surface facing the reflective layer at the end portion of the light guide plate.
  • Configuration is conceivable.
  • the size of the light receiving surface of the solar cell element must be increased in order to obtain a sufficient amount of light collection.
  • the size of the light-receiving surface of the solar cell element is increased, the collected energy per unit area of the solar cell element is decreased.
  • the inventor of the present application confirmed the relationship between the size of the light receiving surface of the solar cell element and the collected energy by simulation. Hereinafter, simulation results will be described with reference to FIGS. 6A and 6B to FIGS. 10A and 10B.
  • the light guide plate was a square in plan view, and had a size with a side length of 1000 mm and a thickness of 2 mm.
  • the inclination angle ⁇ 0 of the end portion of the light guide plate was 45 °.
  • An acrylic plate (refractive index 1.5) was used as the plate material of the light guide plate.
  • a light source that isotropically emits light is disposed at the center of the light guide plate in view of the fact that the phosphor converts sunlight into fluorescence and emits it isotropically.
  • the light source was a volume light source.
  • the light source has a square shape in plan view, excluding a portion of 20 mm from the end of the light guide plate and excluding a portion of 0.1 mm from the upper surface of the light guide plate and 0.1 mm from the lower surface, that is, one side
  • the length was 980 mm and the thickness was 1.8 mm.
  • the energy of light emitted from the light source was 100 W, and the number of light rays was 1 million.
  • the edge part of the light-guide plate was cut diagonally, and the reflective layer was installed in the cut surface.
  • a solar cell element was installed on the surface of the end portion of the light guide plate facing the reflective layer.
  • the width of the light receiving surface of the solar cell element was 2 mm.
  • the emission angle of light emitted from the light source is an angle range of 45 ° or more and 135 ° or less as an angle that satisfies the total reflection condition of the light guide plate.
  • FIG. 8A shows the state of light propagating through the light guide plate when the emission angle of light emitted from the light source is 45 °.
  • FIG. 8B shows the state of light propagating through the light guide plate when the emission angle of light emitted from the light source is 90 °. As shown in FIG. 8B, when the emission angle of the light emitted from the light source is 90 °, all the light emitted from the light source is reflected by the reflective layer and collected on the solar cell element.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the light emission angle from the light source and the condensing energy of the solar cell element.
  • the horizontal axis represents the light emission angle from the light source.
  • shaft is the condensing energy of a solar cell element.
  • a light source that isotropically emits light is arranged at the center of the light guide plate that is square in plan view, so that light is uniformly guided to the four end surfaces of the light guide plate.
  • the energy of light emitted from the light source is 100 W
  • the condensing energy of light guided to one end face of the light guide plate is 25 W.
  • the portion where the light collection energy is 25 W is indicated by a broken line.
  • the condensing energy is 25 W, and it is understood that 100% of the light is condensed on the solar cell element.
  • the light condensing energy of the light collected on the solar cell element decreases.
  • the condensing energy is 12.5 W, which is 50% of the light emission angle from the light source is 90 °.
  • the condensing energy is 50% of that when the light emission angle from the light source is 90 °.
  • FIG. 10A and 10B show the state of light incident on the solar cell element when the light emission angle from the light source is 45 ° and the propagation path of light propagating through the light guide plate is different.
  • the solar cell Light enters the element.
  • FIG. 10A when light from a light source is incident on the first main surface of the light guide plate and reflected by the first main surface toward the solar cell element, the solar cell Light enters the element.
  • FIG. 10B when the light from the light source enters the reflective layer installed on the cut surface of the light guide plate and is reflected by this reflective layer, it is reflected in the direction opposite to the incident direction. Therefore, no light enters the solar cell element.
  • the width of the solar cell element is twice the thickness of the light guide plate, the light that has not entered the solar cell element (width 2 mm) as shown in FIG. It is considered that the incident light enters the width 4 mm).
  • increasing the width of the solar cell element increases the cost and reduces the light collecting energy per unit area of the solar cell element. Therefore, in order to increase the condensing energy per unit area of the solar cell element, it is important to shorten the width of the solar cell element, that is, to reduce the size of the light receiving surface of the solar cell element.
  • the distance between the first surface 2c1 and the second surface 2c2 decreases as the distance from the third surface 2c3 approaches, so the length of the third surface 2c3 is reduced. can do. Therefore, the size of the light receiving surface of the solar cell element can be reduced. Therefore, the condensing energy per unit area of the solar cell element 3 can be increased.
  • the light that cannot be condensed on the solar cell element as shown in FIG. 10B is also condensed on the solar cell element 3 as shown in FIG. Can do.
  • the light propagating through the light guide plate 2 enters the second reflective layer 5 installed on the second surface 2c2 of the light guide plate 2, and the light reflected by the second reflective layer 5 is the light guide plate. 2 is incident on the first reflective layer 4 disposed on the first surface 2c1.
  • the light reflected by the first reflective layer 4 is directed to the solar cell element 3 installed on the third surface 2c3 of the light guide plate 2, and the light is incident on the solar cell element 3.
  • the condensing energy per unit area of the solar cell element 3 can be increased.
  • the inclination angle ⁇ 2 and the inclination angle ⁇ 3 are each 15 °, so that the condensing energy per unit area of the solar cell element 3 can be increased.
  • the inventor of the present application confirmed the relationship between the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3 of the light guide plate 2 and the condensing energy of the solar cell element 3 by simulation.
  • simulation results will be described with reference to FIG. 12 and Table 1.
  • the long side of the projection of the isosceles triangle in sectional view is fixed to 4 mm, and the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3 of the light guide plate 2 are 0 ° to 20 °, respectively. This was carried out by changing by 5 ° within the range.
  • the width of the solar cell element in a cross-sectional view is equal to the third surface of the light guide plate 2 and is represented by 2 / cos ⁇ 3 [mm].
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3 of the light guide plate 2 and the condensing energy of the solar cell element 3.
  • the horizontal axis represents the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 of the light guide plate 2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3.
  • the vertical axis represents the condensing energy of the solar cell element 3.
  • ⁇ indicates the light collection energy of the entire solar cell element.
  • ⁇ indicates the collected energy per unit area.
  • Table 1 shows the entire solar cell element 3 when the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3 of the light guide plate 2 are each changed by 5 ° in the range of 0 ° to 20 °. It is the table
  • the condensing energy of the entire solar cell element 3 increases as the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 of the light guide plate 2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3 are increased. ing.
  • the condensing energy per unit area of the solar cell element 3 becomes maximum when the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 of the light guide plate 2 and the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 2c3 are 15 °.
  • the condensing energy per unit area of the solar cell element 3 can be increased by setting the inclination angle ⁇ 2 and the inclination angle ⁇ 3 to 15 °.
  • the basic configuration of the solar cell module 101 of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the shape of the projection 123 of the light guide plate 102, the shape of the solar cell element 103 installed on the projection 123, and the second reflection.
  • the shape of the layer 105 is different from that of the first embodiment.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 101.
  • FIG. 13 is a cross section of the solar cell module 101 taken along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 123 and a normal line of the second main surface 2b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are omitted for convenience.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the second surface 102c2 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 2 with respect to the second main surface 2b.
  • the third surface 102c3 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 3 with respect to the second main surface 2b.
  • the inclination angle ⁇ 1 is 45 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 is 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 3 is 75 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 and the inclination angle ⁇ 3 are different from each other.
  • the shape of the protrusion 123 is a right-angled triangle in cross section.
  • the width of the protrusion 123 (the length of the side facing the second main surface 2b in a cross-sectional view) is 4 mm.
  • the length of the third surface 102c3 of the protrusion 123 (the length of the oblique side in the cross-sectional view) is 4 sin 15 ° (1.03 mm).
  • the length of the third surface 102c3 of the protrusion 123 is shorter than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body 22.
  • the length of the third surface 102c3 of the protrusion 123 is shorter than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body 22, the length of the third surface 102c3 is set to the first length. It can be made smaller than that according to the embodiment. Therefore, the size of the light receiving surface of the solar cell element 103 can be reduced. Therefore, the condensing energy per unit area of the solar cell element 103 can be increased.
  • the inventor of the present application confirmed the condensing energy of the solar cell element 103 by simulation for the structure of the light guide plate 102 according to this embodiment.
  • simulation results will be described with reference to Table 2.
  • the length of the long side of the protruding part of the right-angled triangle in cross section is 4 mm.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 2c2 of the light guide plate 102 was set to 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 102c3 was set to 75 °.
  • variety of the solar cell element 103 in the cross sectional view was 1.03 mm.
  • Table 2 is a table in which the light collection energy of the entire solar cell element 103 and the light collection energy per unit area (per width 2 mm) of the solar cell element 103 when the light guide plate 102 according to this embodiment is applied are quantified. is there.
  • the condensing energy (10.6 W) of the entire solar cell element 103 was smaller than the value (16.222 W) according to the first embodiment.
  • the condensing energy (20.5 W) per unit area of the solar cell element 103 was larger than the value (15.669 W) according to the first embodiment.
  • the length of the third surface 102c3 of the protruding portion 123 is made shorter than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body portion 22, thereby condensing energy per unit area of the solar cell element 103 in the first implementation. It turned out that it can be larger than the value which concerns on a form.
  • the basic configuration of the solar cell module 201 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the shape of the projection 223 of the light guide plate 202, the shape of the solar cell element 203 installed on the projection 223, and the second reflection.
  • the shape of the layer 205a is different from that of the first embodiment.
  • the third reflective layer 205 b is provided on the protrusion 223.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 201.
  • FIG. 14 is a cross section of the solar cell module 201 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 223 and a normal line of the second main surface 2b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the protrusion 223 has three surfaces adjacent to each other. Specifically, the protrusion 223 includes a second surface 202c2, a third surface 202c3, and a fourth surface 202c4 in contact with the second surface 202c2 and the third surface 202c3.
  • the protrusion 223 according to the present embodiment corresponds to a shape in which the tip of the protrusion 23 according to the first embodiment is cut at a distance of 0.4 mm from the second main surface 2b.
  • the third reflective layer 205b is provided on the fourth surface 202c4 of the protrusion 223.
  • the reflective surface of the third reflective layer 205 b faces the fourth surface 202 c 4 of the protrusion 223.
  • the third reflective layer 205 b reflects light traveling from the inside of the light guide plate 202 toward the outside toward the inside of the light guide plate 202.
  • the same material as the first reflective layer 4 can be used.
  • the second surface 202c2 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 2 with respect to the second main surface 2b.
  • the third surface 202c3 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 3 with respect to the second main surface 2b.
  • the inclination angle ⁇ 1 is 45 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 is 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 3 is 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 and the inclination angle ⁇ 3 are equal to each other.
  • the shape of the protrusion 223 is a trapezoidal cross-sectional view.
  • the width of the protrusion 223 (the length of the side facing the second main surface 2b in a cross-sectional view) is 4 mm.
  • the height of the protrusion 223 (the distance between the second main surface 2b and the fourth surface 202c4 in the cross-sectional view) is 0.4 mm.
  • the length of the third surface 202c3 of the protrusion 223 (the length of the hypotenuse in the cross-sectional view) is 0.4 / sin 15 ° (1.55 mm).
  • the length of the third surface 202c3 of the protrusion 223 is shorter than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body 22.
  • the length of the third surface 202c3 of the protrusion 223 is shorter than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body 22, the length of the third surface 202c3 is set to the first length. It can be made smaller than that according to the embodiment. Therefore, the size of the light receiving surface of the solar cell element 203 can be reduced. Therefore, the condensing energy per unit area of the solar cell element 203 can be increased.
  • the inventor of the present application confirmed the condensing energy of the solar cell element 203 by simulation for the structure of the light guide plate 202 according to this embodiment.
  • simulation results will be described with reference to Table 2.
  • the length of the base of the projection having a trapezoidal cross-sectional view was 4 mm.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the second surface 202c2 of the light guide plate 202 was set to 15 °.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the third surface 202c3 was set to 15 °.
  • variety of the solar cell element 203 in the cross sectional view was 1.55 mm.
  • Table 3 is a table in which the light collecting energy of the entire solar cell element 203 and the light collecting energy per unit area (per width 2 mm) of the solar cell element 203 when the light guide plate 202 according to this embodiment is applied are quantified. is there.
  • the condensing energy (13.3 W) of the entire solar cell element 203 was smaller than the value (16.222 W) according to the first embodiment.
  • the condensing energy per unit area (17.3 W) of the solar cell element 203 was larger than the value (15.669 W) according to the first embodiment.
  • the length of the third surface 202c3 of the protrusion 223 is made shorter than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body 22, whereby the condensing energy per unit area of the solar cell element 203 is the first implementation. It turned out that it can be larger than the value which concerns on a form.
  • the basic configuration of the solar cell module 301 of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the shape of the light guide plate body 322 of the light guide plate 302, the shape of the protrusions 323, and the first installed in the light guide plate body 322.
  • the shape of the first reflective layer 304, the shape of the solar cell element 303 installed on the protrusion 323, and the shape of the second reflective layer 305 are different from those of the first embodiment.
  • FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 301.
  • FIG. 15 is a cross section in which the solar cell module 301 is cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 323 and a normal line of the second main surface 302b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the first surface 302c1 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 1 with respect to the second main surface 302b.
  • the second surface 302c2 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 2 with respect to the second main surface 302b.
  • the third surface 302c3 is a plane that is inclined at an inclination angle ⁇ 3 with respect to the second main surface 302b.
  • the inclination angle ⁇ 1 is 30 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 is 10 °.
  • the inclination angle ⁇ 3 is 10 °.
  • the inclination angle ⁇ 2 and the inclination angle ⁇ 3 are equal to each other.
  • the shape of the protrusion 323 is an isosceles triangle in cross-section.
  • the inclination angle ⁇ 1, the inclination angle ⁇ 2, and the inclination angle ⁇ 3 are each smaller than the values according to the first embodiment.
  • the width of the protrusion 323 (the length of the side facing the second main surface 302b in a cross-sectional view) is 4 mm.
  • the length of the third surface 302c3 of the protrusion 323 (the length of the oblique side in the cross section) is 2 / cos 10 ° (2.03 mm).
  • the length of the third surface 302c3 of the protrusion 323 is slightly longer than the thickness (2 mm) of the light guide plate main body 322.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell elements 303 in the light guide plate 302 and the solar cell elements 303 are reduced.
  • the sizes of the light receiving surfaces can be the same. As a result, the same effect as that of the first embodiment in which the size of the light receiving surface of the solar cell element 303 is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate 302 is obtained.
  • the basic configuration of the solar cell module 401 of this embodiment is the same as that of the fourth embodiment, and the shape of the light guide plate main body 422 of the light guide plate 402 and the first reflective layer 404 installed in the light guide plate main body 422.
  • the shape is different from that of the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 401.
  • FIG. 16 is a cross section of the solar cell module 401 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 323 and a normal line of the second main surface 402b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are omitted for convenience.
  • the same components as those used in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the first surface 402c1 is a plane inclined at an inclination angle ⁇ 1 with respect to the second main surface 402b.
  • the inclination angle ⁇ 1 is 60 °.
  • the inclination angle ⁇ 1 is larger than the value according to the fourth embodiment.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell elements 303 in the light guide plate 402 and the solar cell elements 303 are reduced.
  • the sizes of the light receiving surfaces can be the same. As a result, the same effect as that of the fourth embodiment in which the size of the light receiving surface of the solar cell element 303 is hardly restricted by the height of the end surface of the light guide plate 402 is obtained.
  • the basic configuration of the solar cell module 501 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the shape of the light guide plate body 522 of the light guide plate 502 and the first reflective layer 504 installed on the light guide plate body 522.
  • the shape is different from that of the first embodiment.
  • FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 501.
  • FIG. 17 is a cross section of the solar cell module 501 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 23 and a normal line of the second main surface 502b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same components as those used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the first surface 502c1 is a curved surface curved with respect to the second main surface 502b.
  • the first surface 502 c 1 is a convex surface protruding toward the outside of the light guide plate 502.
  • the first reflective layer 504 is curved along the first surface 502c1.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell element 3 in the light guide plate 502 and the solar cell element 3 can be the same.
  • the same effect as that of the first embodiment in which the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate 502 is obtained.
  • the seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
  • the basic configuration of the solar cell module 601 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the shape of the light guide plate body 622 of the light guide plate 602 and the first reflective layer 604 installed on the light guide plate body 622.
  • the shape is different from that of the first embodiment.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 601.
  • FIG. 18 is a cross section of the solar cell module 601 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 23 and a normal line of the second main surface 602b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the first surface 602c1 is a curved surface curved with respect to the second main surface 602b.
  • the first surface 602 c 1 is a concave surface that is recessed inside the light guide plate 602.
  • the first reflective layer 604 is curved along the first surface 602c1.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell element 3 in the light guide plate 502 and the solar cell element 3 can be the same. As a result, the same effect as that of the first embodiment in which the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate 502 is obtained.
  • the basic configuration of the solar cell module 701 of the present embodiment is the same as that of the sixth embodiment, and the shape of the protruding portion 723 of the light guide plate 702 and the shape of the second reflective layer 705 installed on the protruding portion 723 are the sixth. Different from the embodiment.
  • FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 701.
  • FIG. 19 is a cross section obtained by cutting the solar cell module 701 along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 723 and a normal line of the second main surface 502b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same components as those used in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the second surface 702c2 is a curved surface curved with respect to the second main surface 502b.
  • the second surface 702c2 is a convex surface protruding outside the light guide plate 702.
  • the second reflective layer 705 is curved along the second surface 702c2.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell element 3 in the light guide plate 702 and the solar cell element 3 can be the same.
  • an effect similar to that of the sixth embodiment in which the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate 702 is obtained.
  • the ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • the basic configuration of the solar cell module 801 of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and is different from the first embodiment in that the light guide plate 802 is configured by a plurality of members.
  • FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the solar cell module 801.
  • FIG. 20 is a cross section in which the solar cell module 801 is cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 825 and a normal line of the second main surface 802b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the light guide plate 802 includes a first member 822 and a second member 823.
  • the first member 822 has a first main surface 802a and a second main surface 802b.
  • the second member 823 has a first surface 802c1, a second surface 802c2, and a third surface 802c3.
  • the light guide plate 802 is formed by bonding the first member 822 and the second member 823 with an adhesive.
  • an adhesive agent the thing similar to the transparent contact bonding layer 3a demonstrated in 1st Embodiment can be used.
  • the first member 822 and the second member 823 contain a phosphor.
  • a fluorescent substance the thing similar to the fluorescent substance 21 demonstrated in 1st Embodiment can be used.
  • the second member 823 is composed of a plurality of members bonded to each other.
  • the second member 823 includes a tip end portion 824 and a projection portion 825.
  • the distal end portion 824 has a first surface 802c1.
  • the protrusion 825 has a second surface 802c2 and a third surface 802c3.
  • the second member 823 is formed by bonding the tip end portion 824 and the projection portion 825 with an adhesive.
  • an adhesive agent the thing similar to the transparent contact bonding layer 3a demonstrated in 1st Embodiment can be used.
  • FIG. 21 is an exploded view of the light guide plate 802. As shown in FIG. 21, the first member 822 is rectangular in cross-section.
  • the tip 824 is an isosceles triangle with a right angle in cross section.
  • the protrusion 825 is an isosceles triangle in cross-sectional view.
  • the light guide plate 802 is constituted by a plurality of members, it is easy to set the length of the third surface 802c3 to a desired length.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell element 3 and the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 in the light guide plate 802 Become. Therefore, the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is less likely to be restricted by the height of the end surface of the light guide plate 802.
  • the basic configuration of the solar cell module 901 of the present embodiment is the same as that of the ninth embodiment, and is different from the ninth embodiment in that the second member constituting the light guide plate 902 does not include a phosphor.
  • FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the solar cell module 901.
  • FIG. 22 is a cross section of the solar cell module 901 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 925 and a normal line of the second main surface 802b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are omitted for convenience. 22, the same code
  • the light guide plate 902 includes a first member 822 and a second member 923.
  • the second member 923 has a first surface 902c1, a second surface 902c2, and a third surface 902c3.
  • the light guide plate 902 is formed by bonding the first member 822 and the second member 923 with an adhesive.
  • the first member 822 contains a phosphor.
  • the second member 923 contains no phosphor.
  • the second member 923 is composed of a plurality of members bonded to each other.
  • the second member 923 includes a tip end portion 924 and a projection portion 925.
  • the distal end portion 924 has a first surface 902c1.
  • the protrusion 925 has a second surface 902c2 and a third surface 902c3.
  • the second member 923 is formed by adhering the tip 924 and the protrusion 925 with an adhesive.
  • FIG. 23 is an exploded view of the light guide plate 902. As shown in FIG. 23, the first member 922 is rectangular in cross section. The tip end portion 924 is a right isosceles triangle in cross-section. The protrusions 925 are isosceles triangles in cross section.
  • the light guide plate 902 is configured by a plurality of members, it is easy to set the length of the third surface 902c3 to a desired length. Therefore, an effect similar to that of the ninth embodiment is obtained in which the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is less restricted by the height of the end surface of the light guide plate 902.
  • the basic configuration of the solar cell module 951 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and is different from the first embodiment in that the light guide plate 952 is configured by a plurality of members.
  • FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the solar cell module 951.
  • FIG. 24 is a cross section of the solar cell module 951 cut along a plane including a line orthogonal to the extending direction of the protrusion 975 and a normal line of the second main surface 952b.
  • the frame 6, the transparent adhesive layer 3a, the support substrate 3b, the transparent adhesive layers 7a and 7b, the reflective layers 8a and 8b, and the buffer layers 9a and 9b are not shown.
  • the same reference numerals are given to the same components as those used in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the light guide plate 952 includes a first member 972 and a second member 973.
  • the first member 972 has a first main surface 952a and a second main surface 952b.
  • the second member 973 has a first surface 952c1, a second surface 952c2, and a third surface 952c3.
  • the light guide plate 952 is formed by bonding a first member 972 and a second member 973 with an adhesive.
  • an adhesive agent the thing similar to the transparent contact bonding layer 3a demonstrated in 1st Embodiment can be used.
  • the first member 972 and the second member 973 contain a phosphor.
  • a fluorescent substance the thing similar to the fluorescent substance 21 demonstrated in 1st Embodiment can be used.
  • the second member 973 may not include a phosphor.
  • the second member 973 includes a tip end portion 974 and a projection portion 975.
  • the distal end portion 974 has a first surface 952c1.
  • the protrusion 975 has a second surface 952c2 and a third surface 952c3.
  • FIG. 25 is an exploded view of the light guide plate 952. As shown in FIG. 25, the first member 972 has a rectangular shape in sectional view. The second member 973 has a pentagonal sectional view.
  • the length of the third surface 952c3 can be easily set to a desired length.
  • the size of the arrangement surface of the solar cell element 3 and the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 in the light guide plate 952 can be set to the same size. It becomes easy. Therefore, the size of the light receiving surface of the solar cell element 3 is less likely to be restricted by the height of the end surface of the light guide plate 952.
  • the width of the protrusion is 4 mm
  • the present invention is not limited to this.
  • a width other than this can be adopted as the width of the protrusion.
  • the width of the protrusion is preferably within three times the thickness of the light guide plate body.
  • the inclination angle ⁇ 1 is 45 ° and the inclination angle ⁇ 3 is 15 °
  • the inclination angle ⁇ 1 is 45 ° and the inclination angle ⁇ 3 is 75 °
  • the inclination angle ⁇ 1 is 30 °.
  • the angle ⁇ 3 is 10 ° and an example in which the inclination angle ⁇ 1 is 60 ° and the inclination angle ⁇ 3 is 10 °
  • the present invention is not limited thereto.
  • the inclination angle ⁇ 1 and the inclination angle ⁇ 3 other angles can be adopted.
  • the inclination angle ⁇ 1 and the inclination angle ⁇ 3 satisfy the relational expressions of 30 ° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 60 ° and 5 ° ⁇ ⁇ 3 ⁇ 30 °. Is preferred.
  • the light guide plate has been described as an example in which the light guide plate is configured by a plurality of members.
  • the example in which the light guide plate is configured by two members has been described.
  • the present invention is not limited thereto. Absent.
  • the light guide plate may be composed of four or more members.
  • the said embodiment gave and demonstrated the example which provided the reflection layer which reflects the fluorescence which propagates the inside of a light guide plate in the 1st surface and 2nd surface of a light guide plate, it does not restrict to this.
  • the light guide plate a light guide plate that propagates light incident on the first surface and the second surface by total reflection and emits the light from the third surface may be used. That is, the reflective layer may not be provided on at least one of the first surface and the second surface of the light guide plate.
  • FIG. 26 is a schematic configuration diagram of the solar power generation device 1000.
  • the solar power generation apparatus 1000 includes a solar cell module 1001 that converts sunlight energy into electric power, an inverter (DC / AC converter) 1004 that converts DC power output from the solar cell module 1001 into AC power, A storage battery 1005 that stores DC power output from the battery module 1001.
  • a solar cell module 1001 that converts sunlight energy into electric power
  • an inverter (DC / AC converter) 1004 that converts DC power output from the solar cell module 1001 into AC power
  • a storage battery 1005 that stores DC power output from the battery module 1001.
  • the solar cell module 1001 includes a light guide body 1002 that condenses sunlight and a solar cell element 1003 that generates power by the sunlight collected by the light guide body 1002.
  • a solar cell module 1001 for example, the solar cell module described in the first embodiment to the eleventh embodiment or a modification thereof is used.
  • the solar power generation apparatus 1000 supplies power to the external electronic device 1006.
  • the electronic device 1006 is supplied with power from the auxiliary power source 1007 as necessary.
  • the photovoltaic power generation apparatus 1000 includes the solar cell module according to the embodiment of the present invention described above, the size of the light receiving surface of the solar cell element is not easily restricted by the height of the end surface of the light guide plate.
  • the present invention can be used for a solar cell module and a solar power generation device.
  • first 3 planes 3,10 , 203, 303 ... solar cell elements, 4, 304, 404, 504, 604 ... first reflective layer, 5, 105, 205a, 305, 705 ... second reflective layer, 21 ... phosphor, 22, 322, 422, 522, 622 ... light guide body, 23, 123, 223, 323, 723, 825, 925, 975 ... projection, 822, 972 ... first member, 823, 923, 973 ... second member 1000 ...
  • Solar power generation device L ... Outside light

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Abstract

　太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さによって制約されにくい太陽電池モジュール及び太陽光発電装置を提供する。　第１の主面（２ａ）と、第１の主面と対向する第２の主面（２ｂ）と、を有し、第１の主面または第２の主面から入射した外光を蛍光体（２１）により蛍光に変換して射出する導光板（２）と、導光板から射出された蛍光を受光する太陽電池素子（３）と、を備え、導光板の端部には、第１の主面から第２の主面側に屈曲する第１の面（２ｃ１）と、第２の主面から第１の主面とは反対側に屈曲する第２の面（２ｃ２）と、第１の面と第２の面とに接する第３の面（２ｃ３）と、が設けられ、第３の面に太陽電池素子（３）が設置され、第３の面から射出された蛍光を太陽電池素子が受光する。

Description

太陽電池モジュール及び太陽光発電装置
　本発明は、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置に関する。
　導光板の端面に太陽電池素子を設置し、導光板の内部を伝播した光を太陽電池素子に入射させて発電を行う太陽光発電装置として、特許文献１に記載の太陽光エネルギー変換器が知られている。この太陽光エネルギー変換器は、透光性基板内に入射した太陽光によって蛍光体を発光させ、蛍光体から放射された蛍光を透光性基板の端面に設置された太陽電池に伝播させることで発電している。
特開昭５８－４９８６０号公報
　ところで、太陽電池素子は、化合物半導体ウエハー等の一枚の大きな円盤状のウエハーから任意の大きさに切り出された部材を含んで形成される。導光板の厚みは用途によって様々であり、導光板の厚み（端面の高さ）が必ずしも太陽電池素子の受光面の高さに適したものであるとは限らない。特許文献１の太陽光エネルギー変換器では、導光板の端面に太陽電池素子が設置されているので、太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さ（導光板の厚み）に制約されてしまい、設計の自由度が損なわれる惧れがある。
　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、太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さによって制約されにくい太陽電池モジュール及び太陽光発電装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
　（１）すなわち、本発明の一態様における太陽電池モジュールは、第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、を有し、前記第１の主面または前記第２の主面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して射出する導光板と、前記導光板から射出された前記蛍光を受光する太陽電池素子と、を備え、前記導光板の端部には、前記第１の主面から前記第２の主面側に屈曲する第１の面と、前記第２の主面から前記第１の主面とは反対側に屈曲する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とに接する第３の面と、が設けられ、前記第３の面に前記太陽電池素子が設置され、前記第３の面から射出された前記蛍光を前記太陽電池素子が受光する。
　（２）上記（１）に記載の太陽電池モジュールでは、前記第１の面と前記第２の面との間隔は、前記第３の面に近付くにつれて小さくなっていてもよい。
　（３）上記（１）または（２）に記載の太陽電池モジュールでは、前記導光板は、前記第１の主面と、前記第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面とに接する前記第１の面と、を有する導光板本体部と、前記第２の主面上に設けられ、前記第２の面と前記第３の面とを有する突起部と、を有していてもよい。
　（４）上記（３）に記載の太陽電池モジュールでは、前記突起部は、前記第２の主面上に一定の幅で帯状に延在しており、前記突起部の延在方向と直交する線と前記第２の主面の法線とを含む平面で前記導光板を切った断面における前記第３の面の長さは、前記導光板本体部の厚みよりも短くてもよい。
　（５）上記（３）または（４）に記載の太陽電池モジュールでは、前記突起部は、前記第２の主面上に一定の幅で帯状に延在しており、前記突起部の延在方向と直交する方向の前記突起部の幅は、前記導光板本体部の厚みの３倍以内であってもよい。
　（６）上記（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールでは、前記第１の面は、前記第２の主面に対して傾斜角度θ１で傾斜した平面であり、前記第３の面は、前記第２の主面に対して傾斜角度θ３で傾斜した平面であり、前記θ１と前記θ３とが、３０°≦θ１≦６０°、且つ、５°≦θ３≦３０°という関係式を満たしていてもよい。
　（７）上記（１）ないし（６）のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールでは、前記導光板は、前記第１の主面と前記第２の主面とを有する第１の部材と、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面とを有する第２の部材と、が接着剤によって接着されることにより形成されていてもよい。
　（８）上記（７）に記載の太陽電池モジュールでは、前記第２の部材は、互いに接着された複数の部材によって構成されていてもよい。
　（９）上記（７）または（８）に記載の太陽電池モジュールでは、前記第１の部材と前記第２の部材には前記蛍光体が含まれていてもよい。
　（１０）上記（７）または（８）に記載の太陽電池モジュールでは、前記第１の部材には前記蛍光体が含まれており、前記第２の部材には前記蛍光体が含まれていなくてもよい。
　（１１）上記（１）ないし（１０）のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールでは、前記第１の面および前記第２の面には、前記導光板の内部を伝播する前記蛍光を反射する反射層が設けられていてもよい。
　（１２）本発明の一態様における太陽光発電装置は、上記（１）ないし（１１）のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールを備えている。
　本発明の態様によれば、太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さによって制約されにくい太陽電池モジュール及び太陽光発電装置を提供することができる。
第１の実施形態の太陽電池モジュールの概略構成を示す斜視図である。 太陽電池モジュールの断面図である。 太陽電池モジュールの要部を拡大した断面図である。 太陽電池素子の概略構成を示す平面図である。 太陽電池モジュールの要部のサイズを説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）シミュレーションにおける太陽電池モジュールの説明図である。 シミュレーションにおける光源の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）光源からの光の射出角度が異なる場合における導光板の内部を伝播する光の様子を示す図である。 光源からの光の射出角度と太陽電池素子の集光エネルギーとの関係を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）導光板の内部を伝播する光の伝播経路が異なる場合における太陽電池素子に入射する光の様子を示す図である。 太陽電池モジュールの作用を説明するための図である。 第２の面の傾斜角度及び第３の面の傾斜角度と集光エネルギーとの関係を示す図である。 第２の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第３の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第４の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第５の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第６の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第７の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第８の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 第９の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 導光板の分解図である。 第１０の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 導光板の分解図である。 第１１の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。 導光板の分解図である。 太陽光発電装置の概略構成図である。
［第１の実施形態］
　以下、図１～図１０を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュール１について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
　図１は、第１の実施形態の太陽電池モジュール１の概略構成を示す斜視図である。
　図１に示すように、太陽電池モジュール１は、導光板２と、太陽電池素子３と、第１の反射層４と、第２の反射層５と、フレーム６と、を備えている。
　なお、図１においては、説明の便宜上、導光板２の４つのコーナー部のうちの一つのコーナー部を切り欠いている。
　導光板２は平面視正方形の板状部材である。導光板２は、第１の主面２ａと、第２の主面２ｂと、を有している。第１の主面２ａは、太陽光を入射させる光入射面である。第２の主面２ｂは、第１の主面２ａとは反対側の面である。
　導光板２の端部には、第１の面２ｃ１と、第２の面２ｃ２と、第３の面２ｃ３と、が設けられている。第１の面２ｃ１は、第１の主面２ａから第２の主面２ｂ側に屈曲する面である。第２の面２ｃ２は、第２の主面２ｂから第１の主面２ａとは反対側に屈曲する面である。第３の面２ｃ３は、第１の面２ｃ１と第２の面２ｃ２とに接する面である。第３の面２ｃ３は、導光板２の内部を伝播した光を射出させる光射出面である。第１の面２ｃ１と第２の面２ｃ２との間隔は、第３の面２ｃ３に近付くにつれて小さくなっている。
　導光板２は、導光板本体部２２と、突起部２３と、を有する。導光板本体部２２は、第１の主面２ａと、第２の主面２ｂと、第１の主面２ａと第２の主面２ｂとに接する第１の面２ｃ１と、を有する。突起部２３は、第２の主面２ｂ上に設けられ、第２の面２ｃ２と第３の面２ｃ３とを有する。突起部２３は、第２の主面２ｂ上に一定の幅で帯状に延在している。
　導光板２は、第１の主面２ａから外光Ｌを入射させ、内部を伝播させた光を、第３の面２ｃ３から射出させる。なお、導光板２のサイズは、一例として、一辺の長さが１０００ｍｍ程度、厚みが２ｍｍ程度である。
　図２は、太陽電池モジュール１の断面図である。図３は、太陽電池モジュール１の要部を拡大した断面図である。図２及び図３は、突起部２３の延在方向と直交する線と第２の主面２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール１を切った断面である。
　図２においては、便宜上、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。
　導光板２は、図２に示すように、透明基材２０中に、蛍光体２１を分散させた蛍光導光板である。透明基材２０は、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明性の高い有機材料、もしくはガラスなどの透明性の無機材料からなる。本実施形態では、透明基材２０としてＰＭＭＡ樹脂（屈折率１．４９）を用いる。導光板２は、このＰＭＭＡ樹脂中に蛍光体２１を分散させて形成されている。なお、この導光板２の屈折率は、分散させている蛍光体２１の量が少ないため、ＰＭＭＡ樹脂と同程度の１．５０となっている。
　蛍光体２１は、紫外光または可視光を吸収して可視光または赤外光を発光し放射する光機能材料である。光機能材料としては、有機蛍光体が挙げられる。
　このような有機蛍光体としては、クマリン系色素、ペリレン系色素、フタロシアニン系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、ポリフェニレン系色素，キサンテン系色素，ピリジン系色素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系色素、ジ－およびトリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素等が好適に使用され、具体的には、３－（２’－ベンゾチアゾリル）－７－ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３－（２’－ベンゾイミダゾリル）－７－Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３－（２’－Ｎ－メチルベンゾイミダゾリル）－７－Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６－１Ｈ，４Ｈ－テトラヒドロ－８－トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１－ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素や、クマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１や、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素や、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、１－エチル－２－〔４－（ｐ－ジメチルアミノフェニル）－１，３－ブタジエニル〕ピリジニウム－パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素などが用いられる。
　なお、蛍光体として無機蛍光体を用いることもできる。
　さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も、蛍光性があれば本発明の蛍光体として使用可能である。
　本実施形態の場合、導光板２の内部には、１種類の蛍光体２１が分散されている。蛍光体２１は、橙色光を吸収して赤色の蛍光を放射する。本実施形態では、蛍光体２１としてBASF社製LumogenＲ３０５（商品名）を用いる。蛍光体２１は、概ね６００ｎｍ以下の波長の光を吸収する。蛍光体２１の発光スペクトルは、６１０ｎｍにピーク波長を有する。
　なお、１種類の蛍光体を用いる場合に限らず、複数種類（２種類もしくは３種類以上）の蛍光体を用いてもよい。
　このような導光板２では、蛍光体２１が導光板２の内部に入射した外光Ｌの少なくとも一部を吸収して蛍光ＦＬに変換して放出する。放出された蛍光ＦＬは、導光板２の内部を伝播して、第３の面２ｃ３から射出され、太陽電池素子３に入射し発電に利用される。
　各太陽電池素子３は、導光板２の各辺に沿って配置されている。太陽電池素子３の受光面は、導光板２の第３の面２ｃ３に対向している。なお、太陽電池素子３の幅は、一例として、２．０７ｍｍである。
　太陽電池素子３としては、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、量子ドット太陽電池、有機系太陽電池などの公知の太陽電池を使用することができる。中でも、化合物半導体を用いた化合物系太陽電池や量子ドット太陽電池は、高効率な発電が可能であることから、太陽電池素子３として好適である。特に、蛍光体２１の発光スペクトルのピーク波長（６１０ｎｍ）において高効率を示す化合物系太陽電池であるＧａＡｓ太陽電池が望ましい。他にも、化合物系太陽電池として、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等を用いてもよい。また、量子ドット太陽電池として、Ｓｉ、ＩｎＧａＡｓ等を用いてもよい。ただし、価格や用途に応じて、Ｓｉ系や有機系など他の種類の太陽電池を用いることもできる。
　太陽電池素子３は、図３に示すように、導光板２の第３の面２ｃ３に透明接着層３ａにより接合されている。透明接着層３ａは、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤等の熱硬化性接着剤が好適である。なお、透明接着層３ａの屈折率は、導光板２と同程度の１．５０となっている。
　図４は、太陽電池素子３の概略構成を示す平面図である。
　太陽電池素子３は、図４に示すように、４つの太陽電池セル３ｃを備えている。各太陽電池セル３ｃは直列接続されている。支持基板３ｂには、フレキシブル基板（Flexible printed circuits ;FPC）等の配線基板が設けられている。各太陽電池セル３ｃは、支持基板３ｂにハンダにより接続されている。支持基板３ｂの基材としては、ガラスエポキシ基板を用いることができる。
　太陽電池セル３ｃの平面形状は、幅４９ｍｍ、高さ２．０７ｍｍの長方形である。支持基板３ｂの平面形状は、幅２００ｍｍ、高さ３ｍｍの長方形である。支持基板３ｂは、一つの第３の面２ｃ３につき５つ設けられる。言い換えると、一つの第３の面２ｃ３につき５個の太陽電池素子３が設けられる。一つの第３の面２ｃ３につき２０個の太陽電池セル３ｃが設けられる。
　支持基板３ｂの太陽電池素子３が配置されていない領域は、接続配線が引き回される領域（配線領域）である。なお、配線領域は、第３の面２ｃ３の法線方向から見て、第３の面２ｃ３と重ならないよう第３の面２ｃ３からはみ出していることが好ましい。これにより、配線領域が第３の面２ｃ３の法線方向から見て第３の面２ｃ３と重なる場合に比べて、接続配線を引き回し易くなる。
　図３に示すように、第１の反射層４は、導光板２の第１の面２ｃ１に設けられている。第１の反射層４の反射面は、導光板２の第１の面２ｃ１に対向している。第１の反射層４は導光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を導光板２の内部に向けて反射する。
　第１の反射層４としては、銀やアルミニウムなどの金属膜からなる反射層や、ＥＳＲ（Enhanced Specular Reflector）反射フィルム（３Ｍ社製）などの誘電体多層膜からなる反射層などを用いることができる。なお、第１の反射層４は、これに限らない。第１の反射層４としては、蛍光体の発光波長における反射率が高いものが望ましい。
　第２の反射層５は、導光板２の第２の面２ｃ２に設けられている。第２の反射層５の反射面は、導光板２の第２の面２ｃ２に対向している。第２の反射層５は導光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を導光板２の内部に向けて反射する。第２の反射層５としては、第１の反射層４と同様のものを用いることができる。
　フレーム６は、図１に示すように、平面視矩形枠状である。フレーム６は、導光板２を保持するものである。フレーム６は、複数の太陽電池素子３を覆って形成されている。フレーム６の肉厚は２ｍｍ程度である。フレーム６の形成材料は、Ａｌ等の金属である。この他にも、フレーム６の形成材料としては種々の材料を用いることができる。特に、高強度かつ軽量な材料を用いることが好ましい。
　図３に示すように、フレーム６は、天板部６ａと、底板部６ｂと、側壁部６ｃと、を備えている。
　天板部６ａの第１の端部６ａ１は側壁部６ｃに接続されている。天板部６ａの第２の端部６ａ２は導光板２の第１の主面２ａの端部まで延在している。底板部６ｂは、導光板２を挟んで天板部６ａと対向して配置されている。底板部６ｂの第１の端部６ｂ１は側壁部６ｃに接続されている。底板部６ｂの第２の端部６ｂ２は導光板２の第２の主面２ｂの端部まで延在している。底板部６ｂの導光板２の主面に平行な方向の長さは、天板部６ａの導光板２の主面に平行な方向の長さと概ね等しくなっている。
　フレーム６の天板部６ａの第２の端部６ａ２と導光板２の第１の主面２ａとの間には、透明接着層７ａ、反射層８ａ、及び緩衝層９ａが設けられている。
　反射層８ａは、導光板２の第１の主面２ａに透明接着層７ａにより接合されている。透明接着層７ａとしては、透明接着層３ａと同様のものを用いることができる。
　反射層８ａの反射面は、導光板２の第１の主面２ａに対向している。反射層８ａは導光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を導光板２の内部に向けて反射する。反射層８ａとしては、ＥＳＲ等の誘電体多層膜からなる反射層、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の金属膜からなる反射層を用いることができる。
　緩衝層９ａは、フレーム６の天板部６ａと導光板２の第１の主面２ａとの間に加わる応力を吸収する。緩衝層９ａとしては、シリコンゴムシート等のゴムシートを用いることができる。この他にも、緩衝層９ａの形成材料としては種々の材料を用いることができる。特に、高い防水性を兼ね備えた材料を用いることが好ましい。
　なお、フレーム６の天板部６ａと導光板２の第１の主面２ａとの間の緩衝層９ａが配置されていない部分には空気層が介在している。
　フレーム６の底板部６ｂの第２の端部６ｂ２と導光板２の第２の主面２ｂとの間には、透明接着層７ｂ、反射層８ｂ、及び緩衝層９ｂが設けられている。
　反射層８ｂは、導光板２の第２の主面２ｂに透明接着層７ｂにより接合されている。透明接着層７ｂとしては、透明接着層７ａと同様のものを用いることができる。
　反射層８ｂの反射面は、導光板２の第２の主面２ｂに対向している。反射層８ｂは導光板２の内部からその外部に向けて進行する光（蛍光体２１から放射された光）を導光板２の内部に向けて反射する。反射層８ｂとしては、反射層８ａと同様のものを用いることができる。
　緩衝層９ｂは、フレーム６の底板部６ｂと導光板２の第２の主面２ｂとの間に加わる応力を吸収する。緩衝層９ｂとしては、緩衝層９ａと同様のものを用いることができる。
　なお、フレーム６の底板部６ｂと導光板２の第２の主面２ｂとの間の緩衝層９ｂが配置されていない部分には空気層が介在している。
　図５は、本発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの要部のサイズを説明するための図である。図５は、突起部２３の延在方向と直交する線と第２の主面２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール１を切った断面である。なお、図５においては、便宜上、第１の反射層４、第２の反射層５、及びフレーム６等の図示を省略している。
　図５に示すように、第１の面２ｃ１は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ１で傾斜した平面である。第２の面２ｃ２は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ２で傾斜した平面である。第３の面２ｃ３は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ３で傾斜した平面である。
　本実施形態において、傾斜角度θ１は４５°である。傾斜角度θ２は１５°である。傾斜角度θ３は１５°である。傾斜角度θ２及び傾斜角度θ３は互いに等しい。突起部２３の形状は断面視二等辺三角形である。
　導光板本体部２２の厚み（断面視において第１の主面２ａと第２の主面２ｂとの間の距離）は２ｍｍである。突起部２３の高さ（断面視において第２の主面２ｂと頂点との間の距離）は２ｔａｎ１５°（０．５４ｍｍ）である。突起部２３の幅（断面視において第２の主面２ｂと対向する辺の長さ）は４ｍｍである。突起部２３の第３の面２ｃ３の長さ（断面視において斜辺の長さ）は２／ｃｏｓ１５°（２．０７ｍｍ）である。突起部２３の第３の面２ｃ３の長さは、導光板本体部２２の厚みよりも若干長い。
　ところで、太陽電池素子は、化合物半導体ウエハー等の一枚の大きな円盤状のウエハーから任意の大きさに切り出された部材を含んで形成される。導光板の厚みは用途によって様々であり、導光板の厚み（端面の高さ）が必ずしも太陽電池素子の受光面の高さに適したものであるとは限らない。特許文献１の太陽光エネルギー変換器では、導光板の端面に太陽電池素子が設置されているので、太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さ（導光板の厚み）に制約されてしまい、設計の自由度が損なわれる惧れがある。
　一方、導光板の端面を斜めにカットする方法が考えられる。この方法によれば、導光板の端面に設置できる太陽電池素子の大きさをある程度確保することができる。しかし、その大きさにも限界がある。なお、導光板の端面を斜めにカットする方法は、太陽電池素子の大きさが大きい場合は有効な方法であるが、太陽電池素子の大きさが小さい場合には適用することができない。
　このように、導光板の端面の大きさと太陽電池素子の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることは困難である。その結果、太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さによって制約されてしまうという課題がある。
　これに対し、本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、導光板２の端部に、太陽電池素子３の設置面である第３の面２ｃ３が設けられている。そのため、特許文献１のように導光板２の端部に設置できる太陽電池素子３の大きさがある一定の大きさに制約されることはない。本実施形態によれば、第３の面２ｃ３の長さを所望の長さに設定することで、導光板２における太陽電池素子３の配置面の大きさと太陽電池素子３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることができる。その結果、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板２の端面の高さによって制約されにくくなる。
　また、導光板２が導光板本体部２２と突起部２３とにより構成されているため、導光板本体部２２のサイズ（厚み）に左右されることなく、第３の面２ｃ３の長さを所望の長さに設定することができる。例えば、導光板本体部２２の厚みを薄くしつつサイズの大きい太陽電池素子３を適用したい場合には、突起部２３の第３の面２ｃ３の長さを長くすればよい。また、導光板本体部２２の厚みを厚くしつつサイズの小さい太陽電池素子３を適用したい場合には、突起部２３の第３の面２ｃ３の長さを短くすればよい。
　ところで、太陽電池モジュールの軽量化を図るためには、導光板の厚みを薄くすることが考えられる。この場合、太陽電池モジュールの構成としては、導光板の端部を斜めにカットしてカット面に反射層を設置し、導光板の端部の反射層と対向する面に太陽電池素子を設置する構成が考えられる。ただし、この構成では、十分な集光量を得るためには太陽電池素子の受光面の大きさを大きくしなければならない。しかしながら、太陽電池素子の受光面の大きさを大きくすると、太陽電池素子の単位面積当たりの集光エネルギーが小さくなる。
　本願発明者は、太陽電池素子の受光面の大きさと集光エネルギーとの関係をシミュレーションにて確認した。以下、シミュレーションの結果について図６（Ａ）、（Ｂ）～図１０（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
　図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、導光板は、平面視正方形であり、一辺の長さが１０００ｍｍ、厚みが２ｍｍのサイズのものを用いた。導光板の端部の傾斜角度θ０は４５°とした。導光板の板材料は、アクリル板（屈折率１．５）を用いた。
　シミュレーションでは、蛍光体が太陽光を蛍光に変換して等方的に射出することに鑑み、導光板の中央部に光を等方的に射出する光源を配置した。光源は体積光源とした。具体的には、光源は、平面視正方形であり、導光板の端から２０ｍｍの部分を除くとともに導光板の上面から０．１ｍｍ、下面から０．１ｍｍの部分を除いたもの、つまり、一辺の長さが９８０ｍｍ、厚みが１．８ｍｍのサイズのものを用いた。光源から射出される光のエネルギーは１００Ｗ、光線数は１００万本とした。導光板の端部は斜めにカットし、カット面に反射層を設置した。導光板の端部の反射層と対向する面には太陽電池素子を設置した。太陽電池素子の受光面の幅は２ｍｍとした。
　このような構成の太陽電池モジュールにおいて、どのような光線が太陽電池素子に集光されないかを調べるため、光源から射出される光の射出角度をある角度に固定して光線追跡シミュレーションを行った。図７に示すように、光源から射出される光の射出角度は、導光板の全反射条件を満たす角度として、４５°以上１３５°以下の角度範囲とした。
　一例として、光源から射出される光の射出角度を４５°としたときの導光板の内部を伝播する光の様子を図８（Ａ）に示す。光源から射出される光の射出角度を９０°としたときの導光板の内部を伝播する光の様子を図８（Ｂ）に示す。図８（Ｂ）に示すように、光源から射出される光の射出角度が９０°の場合、光源から射出される光は、すべて反射層で反射され、太陽電池素子に集光される。
　図９は、光源からの光の射出角度と太陽電池素子の集光エネルギーとの関係を示す図である。図９において、横軸は光源からの光の射出角度である。縦軸は太陽電池素子の集光エネルギーである。
　シミュレーションでは、平面視正方形の導光板の中央部に光を等方的に射出する光源を配置しているため、導光板の４つの端面には光が均等に導光する。光源から射出される光のエネルギーが１００Ｗの場合、導光板の１つの端面に導光される光の集光エネルギーは２５Ｗとなる。図９の縦軸において、集光エネルギーが２５Ｗとなる箇所を破線で示す。
　図９の実線のグラフに示すように、光源からの光の射出角度が９０°の場合は、集光エネルギーが２５Ｗとなり、太陽電池素子には１００％の光が集光されることが分かる。しかし、光源からの光の射出角度が小さくなるにつれて、太陽電池素子に集光される光の集光エネルギーが低下する。光源からの光の射出角度が４５°の場合は、集光エネルギーが１２．５Ｗとなり、光源からの光の射出角度が９０°の場合の５０％となる。
　光源からの光の射出角度が４５°の場合、集光エネルギーが光源からの光の射出角度が９０°の場合の５０％となるのは以下の理由によるものと考えられる。
　図１０（Ａ）、（Ｂ）は、光源からの光の射出角度が４５°の場合、導光板の内部を伝播する光の伝播経路が異なる場合における太陽電池素子に入射する光の様子を示す図である。
　図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光源からの光の射出角度が４５°の場合、導光板の内部を伝播する光の伝播経路によっては太陽電池素子に光が入射したり入射しなかったりする。
　例えば、図１０（Ａ）に示すように、光源からの光が導光板の第１の主面に入射し、この第１の主面で反射して太陽電池素子に向かう場合には、太陽電池素子に光が入射する。一方、図１０（Ｂ）に示すように、光源からの光が導光板のカット面に設置した反射層に入射し、この反射層で反射した場合には、入射方向とは反対向きに反射されるため、太陽電池素子には光が入射しない。
　このような場合、太陽電池素子の幅を導光板の厚みの２倍にすれば、図１０（Ｂ）に示したように太陽電池素子（幅２ｍｍ）に入射しなかった光が太陽電池素子（幅４ｍｍ）に入射するようになると考えられる。しかし、太陽電池素子の幅を大きくすることは、高コストになったり、太陽電池素子の単位面積当たりの集光エネルギーが低下したりする。そのため、太陽電池素子の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくするためには、太陽電池素子の幅を短くする、すなわち太陽電池素子の受光面の大きさを小さくすることが重要である。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、第１の面２ｃ１と第２の面２ｃ２との間隔が第３の面２ｃ３に近付くにつれて小さくなっているため、第３の面２ｃ３の長さを小さくすることができる。そのため、太陽電池素子の受光面の大きさを小さくすることができる。よって、太陽電池素子３の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくすることができる。
　また、本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、図１０（Ｂ）に示したように太陽電池素子に集光できなかった光も、図１１に示すように太陽電池素子３に集光することができる。具体的には、導光板２を伝播する光が導光板２の第２の面２ｃ２に設置された第２の反射層５に入射し、この第２の反射層５で反射した光は導光板２の第１の面２ｃ１に設置された第１の反射層４に入射する。そして、この第１の反射層４で反射した光は導光板２の第３の面２ｃ３に設置された太陽電池素子３に向かい、太陽電池素子３に光が入射する。このように、本実施形態によれば、太陽電池素子３の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくすることができる。
　また、本実施形態に係る太陽電池モジュール１では、傾斜角度θ２及び傾斜角度θ３がそれぞれ１５°であるため、太陽電池素子３の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくすることができる。
　本願発明者は、導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３と太陽電池素子３の集光エネルギーとの関係をシミュレーションにて確認した。以下、シミュレーションの結果について図１２及び表１を用いて説明する。
　シミュレーションは、断面視二等辺三角形の突起部の長辺を４ｍｍに固定し、導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３をそれぞれ０°～２０°の範囲で５°ずつ変化させて行った。なお、断面視における太陽電池素子の幅は、導光板２の第３の面に等しく、２／ｃｏｓθ３[ｍｍ]で表される。
　図１２は、導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３と太陽電池素子３の集光エネルギーとの関係を示す図である。図１２において、横軸は導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３である。縦軸は太陽電池素子３の集光エネルギーである。◇は太陽電池素子全体の集光エネルギーを示す。□は単位面積当たりの集光エネルギーを示す。
　表１は、導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３をそれぞれ０°～２０°の範囲で５°ずつ変化させたときの太陽電池素子３全体の集光エネルギーと太陽電池素子３の単位面積当たり（幅２ｍｍ当たり）の集光エネルギーを数値化した表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　図１２及び表１に示すように、太陽電池素子３全体の集光エネルギーは、導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３を大きくするにつれて増加している。一方、太陽電池素子３の単位面積当たりの集光エネルギーは、導光板２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２及び第３の面２ｃ３の傾斜角度θ３が１５°のときに最大となる。このように、傾斜角度θ２及び傾斜角度θ３をそれぞれ１５°にすることで、太陽電池素子３の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくできることが分かった。
［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１３を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール１０１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板１０２の突起部１２３の形状、突起部１２３に設置される太陽電池素子１０３の形状及び第２の反射層１０５の形状が第１の実施形態と異なる。
　図１３は、太陽電池モジュール１０１の要部を拡大した断面図である。図１３は、突起部１２３の延在方向と直交する線と第２の主面２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール１０１を切った断面である。
　図１３においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１３において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１３に示すように、第２の面１０２ｃ２は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ２で傾斜した平面である。第３の面１０２ｃ３は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ３で傾斜した平面である。
　本実施形態において、傾斜角度θ１は４５°である。傾斜角度θ２は１５°である。傾斜角度θ３は７５°である。傾斜角度θ２及び傾斜角度θ３は互いに異なる。突起部１２３の形状は断面視直角三角形である。
　本実施形態において、突起部１２３の幅（断面視において第２の主面２ｂと対向する辺の長さ）は４ｍｍである。突起部１２３の第３の面１０２ｃ３の長さ（断面視において斜辺の長さ）は４ｓｉｎ１５°（１．０３ｍｍ）である。突起部１２３の第３の面１０２ｃ３の長さは、導光板本体部２２の厚み（２ｍｍ）よりも短い。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール１０１では、突起部１２３の第３の面１０２ｃ３の長さが導光板本体部２２の厚み（２ｍｍ）よりも短いため、第３の面１０２ｃ３の長さを第１実施形態に係るものよりも小さくすることができる。そのため、太陽電池素子１０３の受光面の大きさを小さくすることができる。よって、太陽電池素子１０３の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくすることができる。
　本願発明者は、本実施形態に係る導光板１０２の構造について太陽電池素子１０３の集光エネルギーをシミュレーションにて確認した。以下、シミュレーションの結果につい表２を用いて説明する。
　断面視直角三角形の突起部の長辺の長さを４ｍｍとした。導光板１０２の第２の面２ｃ２の傾斜角度θ２を１５°とした。第３の面１０２ｃ３の傾斜角度θ３を７５°とした。なお、断面視における太陽電池素子１０３の幅を１．０３ｍｍとした。
　表２は、本実施形態に係る導光板１０２を適用したときの太陽電池素子１０３全体の集光エネルギーと太陽電池素子１０３の単位面積当たり（幅２ｍｍ当たり）の集光エネルギーを数値化した表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　表２に示すように、太陽電池素子１０３全体の集光エネルギー（１０．６Ｗ）は、第１実施形態に係る値（１６．２２２Ｗ）よりも小さくなった。一方、太陽電池素子１０３の単位面積当たりの集光エネルギー（２０．５Ｗ）は、第１実施形態に係る値（１５．６６９Ｗ）よりも大きくなった。このように、突起部１２３の第３の面１０２ｃ３の長さを導光板本体部２２の厚み（２ｍｍ）よりも短くすることで、太陽電池素子１０３の単位面積あたりの集光エネルギーを第１実施形態に係る値よりも大きくできることが分かった。
［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１４を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール２０１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板２０２の突起部２２３の形状、突起部２２３に設置される太陽電池素子２０３の形状及び第２の反射層２０５ａの形状が第１の実施形態と異なる。さらに本実施形態おいては、突起部２２３に第３の反射層２０５ｂが設置されている。
　図１４は、太陽電池モジュール２０１の要部を拡大した断面図である。図１４は、突起部２２３の延在方向と直交する線と第２の主面２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール２０１を切った断面である。
　図１４においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１４において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１４に示すように、突起部２２３は、互いに隣接する３つの面を有する。具体的には、突起部２２３は、第２の面２０２ｃ２と、第３の面２０２ｃ３と、第２の面２０２ｃ２及び第３の面２０２ｃ３に接する第４の面２０２ｃ４と、を有する。本実施形態に係る突起部２２３は、第１実施形態に係る突起部２３の先端を、第２の主面２ｂから０．４ｍｍ離れた距離でカットした形状に相当する。
　第３の反射層２０５ｂは、突起部２２３の第４の面２０２ｃ４に設けられている。第３の反射層２０５ｂの反射面は、突起部２２３の第４の面２０２ｃ４に対向している。第３の反射層２０５ｂは導光板２０２の内部からその外部に向けて進行する光を導光板２０２の内部に向けて反射する。第３の反射層２０５ｂとしては、第１の反射層４と同様のものを用いることができる。
　第２の面２０２ｃ２は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ２で傾斜した平面である。第３の面２０２ｃ３は、第２の主面２ｂに対して傾斜角度θ３で傾斜した平面である。
　本実施形態において、傾斜角度θ１は４５°である。傾斜角度θ２は１５°である。傾斜角度θ３は１５°である。傾斜角度θ２及び傾斜角度θ３は互いに等しい。突起部２２３の形状は断面視台形である。
　本実施形態において、突起部２２３の幅（断面視において第２の主面２ｂと対向する辺の長さ）は４ｍｍである。突起部２２３の高さ（断面視において第２の主面２ｂと第４の面２０２ｃ４との間の距離）は０．４ｍｍである。突起部２２３の第３の面２０２ｃ３の長さ（断面視において斜辺の長さ）は０．４／ｓｉｎ１５°（１．５５ｍｍ）である。突起部２２３の第３の面２０２ｃ３の長さは、導光板本体部２２の厚み（２ｍｍ）よりも短い。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール２０１では、突起部２２３の第３の面２０２ｃ３の長さが導光板本体部２２の厚み（２ｍｍ）よりも短いため、第３の面２０２ｃ３の長さを第１実施形態に係るものよりも小さくすることができる。そのため、太陽電池素子２０３の受光面の大きさを小さくすることができる。よって、太陽電池素子２０３の単位面積あたりの集光エネルギーを大きくすることができる。
　本願発明者は、本実施形態に係る導光板２０２の構造について太陽電池素子２０３の集光エネルギーをシミュレーションにて確認した。以下、シミュレーションの結果について表２を用いて説明する。
　断面視台形の突起部の底辺の長さを４ｍｍとした。導光板２０２の第２の面２０２ｃ２の傾斜角度θ２を１５°とした。第３の面２０２ｃ３の傾斜角度θ３を１５°とした。なお、断面視における太陽電池素子２０３の幅を１．５５ｍｍとした。
　表３は、本実施形態に係る導光板２０２を適用したときの太陽電池素子２０３全体の集光エネルギーと太陽電池素子２０３の単位面積当たり（幅２ｍｍ当たり）の集光エネルギーを数値化した表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
　表３に示すように、太陽電池素子２０３全体の集光エネルギー（１３．３Ｗ）は、第１実施形態に係る値（１６．２２２Ｗ）よりも小さくなった。一方、太陽電池素子２０３の単位面積当たりの集光エネルギー（１７．３Ｗ）は、第１実施形態に係る値（１５．６６９Ｗ）よりも大きくなった。このように、突起部２２３の第３の面２０２ｃ３の長さを導光板本体部２２の厚み（２ｍｍ）よりも短くすることで、太陽電池素子２０３の単位面積あたりの集光エネルギーを第１実施形態に係る値よりも大きくできることが分かった。
［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１５を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール３０１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板３０２の導光板本体部３２２の形状、突起部３２３の形状、導光板本体部３２２に設置される第１の反射層３０４の形状、突起部３２３に設置される太陽電池素子３０３の形状及び第２の反射層３０５の形状が第１の実施形態と異なる。
　図１５は、太陽電池モジュール３０１の要部を拡大した断面図である。図１５は、突起部３２３の延在方向と直交する線と第２の主面３０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール３０１を切った断面である。
　図１５においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１５において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１５に示すように、第１の面３０２ｃ１は、第２の主面３０２ｂに対して傾斜角度θ１で傾斜した平面である。第２の面３０２ｃ２は、第２の主面３０２ｂに対して傾斜角度θ２で傾斜した平面である。第３の面３０２ｃ３は、第２の主面３０２ｂに対して傾斜角度θ３で傾斜した平面である。
　本実施形態において、傾斜角度θ１は３０°である。傾斜角度θ２は１０°である。傾斜角度θ３は１０°である。傾斜角度θ２及び傾斜角度θ３は互いに等しい。突起部３２３の形状は断面視二等辺三角形である。本実施形態に係る導光板３０２においては、傾斜角度θ１、傾斜角度θ２、及び傾斜角度θ３がそれぞれ第１実施形態に係る値よりも小さい。
　本実施形態において、突起部３２３の幅（断面視において第２の主面３０２ｂと対向する辺の長さ）は４ｍｍである。突起部３２３の第３の面３０２ｃ３の長さ（断面しにおいて斜辺の長さ）は２／ｃｏｓ１０°（２．０３ｍｍ）である。突起部３２３の第３の面３０２ｃ３の長さは、導光板本体部３２２の厚み（２ｍｍ）よりも若干長い。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール３０１においても、第３の面３０２ｃ３の長さを所望の長さに設定することで、導光板３０２における太陽電池素子３０３の配置面の大きさと太陽電池素子３０３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることができる。その結果、太陽電池素子３０３の受光面の大きさが導光板３０２の端面の高さによって制約されにくい、といった第１の実施形態と同様の効果を奏する。
［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１６を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール４０１の基本構成は第４の実施形態と同一であり、導光板４０２の導光板本体部４２２の形状及び導光板本体部４２２に設置される第１の反射層４０４の形状が第４の実施形態と異なる。
　図１６は、太陽電池モジュール４０１の要部を拡大した断面図である。図１６は、突起部３２３の延在方向と直交する線と第２の主面４０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール４０１を切った断面である。
　図１６においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１６において、第４の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１６に示すように、第１の面４０２ｃ１は、第２の主面４０２ｂに対して傾斜角度θ１で傾斜した平面である。本実施形態において、傾斜角度θ１は６０°である。本実施形態に係る導光板４０２においては、傾斜角度θ１が第４実施形態に係る値よりも大きい。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール４０１においても、第３の面３０２ｃ３の長さを所望の長さに設定することで、導光板４０２における太陽電池素子３０３の配置面の大きさと太陽電池素子３０３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることができる。その結果、太陽電池素子３０３の受光面の大きさが導光板４０２の端面の高さによって制約されにくい、といった第４の実施形態と同様の効果を奏する。
［第６の実施形態］
　以下、本発明の第６の実施形態について、図１７を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール５０１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板５０２の導光板本体部５２２の形状及び導光板本体部５２２に設置される第１の反射層５０４の形状が第１の実施形態と異なる。
　図１７は、太陽電池モジュール５０１の要部を拡大した断面図である。図１７は、突起部２３の延在方向と直交する線と第２の主面５０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール５０１を切った断面である。
　図１７においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１７において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１７に示すように、第１の面５０２ｃ１は、第２の主面５０２ｂに対して湾曲した曲面である。第１の面５０２ｃ１は、導光板５０２の外部に向けて突出した凸面である。第１の反射層５０４は、第１の面５０２ｃ１に沿って湾曲している。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール５０１においても、第３の面２ｃ３の長さを所望の長さに設定することで、導光板５０２における太陽電池素子３の配置面の大きさと太陽電池素子３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることができる。その結果、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板５０２の端面の高さによって制約されにくい、といった第１の実施形態と同様の効果を奏する。
［第７の実施形態］
　以下、本発明の第７の実施形態について、図１８を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール６０１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板６０２の導光板本体部６２２の形状及び導光板本体部６２２に設置される第１の反射層６０４の形状が第１の実施形態と異なる。
　図１８は、太陽電池モジュール６０１の要部を拡大した断面図である。図１８は、突起部２３の延在方向と直交する線と第２の主面６０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール６０１を切った断面である。
　図１８においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１８において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１８に示すように、第１の面６０２ｃ１は、第２の主面６０２ｂに対して湾曲した曲面である。第１の面６０２ｃ１は、導光板６０２の内部に凹んだ凹面である。第１の反射層６０４は、第１の面６０２ｃ１に沿って湾曲している。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール６０１においても、第３の面２ｃ３の長さを所望の長さに設定することで、導光板５０２における太陽電池素子３の配置面の大きさと太陽電池素子３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることができる。その結果、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板５０２の端面の高さによって制約されにくい、といった第１の実施形態と同様の効果を奏する。
［第８の実施形態］
　以下、本発明の第８の実施形態について、図１９を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール７０１の基本構成は第６の実施形態と同一であり、導光板７０２の突起部７２３の形状及び突起部７２３に設置される第２の反射層７０５の形状が第６の実施形態と異なる。
　図１９は、太陽電池モジュール７０１の要部を拡大した断面図である。図１９は、突起部７２３の延在方向と直交する線と第２の主面５０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール７０１を切った断面である。
　図１９においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図１９において、第６の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１９に示すように、第２の面７０２ｃ２は、第２の主面５０２ｂに対して湾曲した曲面である。第２の面７０２ｃ２は、導光板７０２の外部に突出した凸面である。第２の反射層７０５は、第２の面７０２ｃ２に沿って湾曲している。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール７０１においても、第３の面７０２ｃ３の長さを所望の長さに設定することで、導光板７０２における太陽電池素子３の配置面の大きさと太陽電池素子３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることができる。その結果、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板７０２の端面の高さによって制約されにくい、といった第６の実施形態と同様の効果を奏する。
［第９の実施形態］
　以下、本発明の第９の実施形態について、図２０及び図２１を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール８０１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板８０２が複数の部材により構成されている点が第１の実施形態と異なる。
　図２０は、太陽電池モジュール８０１の要部を拡大した断面図である。図２０は、突起部８２５の延在方向と直交する線と第２の主面８０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール８０１を切った断面である。
　図２０においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図２０において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図２０に示すように、導光板８０２は、第１の部材８２２と第２の部材８２３とにより構成されている。第１の部材８２２は、第１の主面８０２ａと第２の主面８０２ｂとを有する。第２の部材８２３は、第１の面８０２ｃ１と第２の面８０２ｃ２と第３の面８０２ｃ３とを有する。導光板８０２は、第１の部材８２２と第２の部材８２３とが接着剤により接着されることにより形成されている。なお、接着剤としては、第１の実施形態で説明した透明接着層３ａと同様のものを用いることができる。
　図示はしないが、第１の部材８２２と第２の部材８２３には蛍光体が含まれている。なお、蛍光体としては、第１の実施形態で説明した蛍光体２１と同様のものを用いることができる。
　第２の部材８２３は、互いに接着された複数の部材により構成されている。第２の部材８２３は、先端部８２４と突起部８２５とにより構成されている。先端部８２４は、第１の面８０２ｃ１を有する。突起部８２５は、第２の面８０２ｃ２と第３の面８０２ｃ３とを有する。第２の部材８２３は、先端部８２４と突起部８２５とが接着剤により接着されることにより形成されている。なお、接着剤としては、第１の実施形態で説明した透明接着層３ａと同様のものを用いることができる。
　図２１は、導光板８０２の分解図である。図２１に示すように、第１の部材８２２は断面視長方形である。先端部８２４は断面視直角二等辺三角形である。突起部８２５は断面視二等辺三角形である。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール８０１においては、導光板８０２が複数の部材により構成されているため、第３の面８０２ｃ３の長さを所望の長さに設定しやすくなる。例えば、突起部８２５を予め複数種類用意しておけば、導光板８０２における太陽電池素子３の配置面の大きさと太陽電池素子３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることが容易となる。したがって、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板８０２の端面の高さによってより制約されにくい。
［第１０の実施形態］
　以下、本発明の第１０の実施形態について、図２２及び図２３を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール９０１の基本構成は第９の実施形態と同一であり、導光板９０２を構成する第２の部材に蛍光体が含まれていない点が第９の実施形態と異なる。
　図２２は、太陽電池モジュール９０１の要部を拡大した断面図である。図２２は、突起部９２５の延在方向と直交する線と第２の主面８０２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール９０１を切った断面である。
　図２２においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図２２において、第９の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図２２に示すように、導光板９０２は、第１の部材８２２と第２の部材９２３とにより構成されている。第２の部材９２３は、第１の面９０２ｃ１と第２の面９０２ｃ２と第３の面９０２ｃ３とを有する。導光板９０２は、第１の部材８２２と第２の部材９２３とが接着剤により接着されることにより形成されている。
　図示はしないが、第１の部材８２２には蛍光体が含まれている。一方、第２の部材９２３には蛍光体が含まれていない。
　第２の部材９２３は、互いに接着された複数の部材により構成されている。第２の部材９２３は、先端部９２４と突起部９２５とにより構成されている。先端部９２４は、第１の面９０２ｃ１を有する。突起部９２５は、第２の面９０２ｃ２と第３の面９０２ｃ３とを有する。第２の部材９２３は、先端部９２４と突起部９２５とが接着剤により接着されることにより形成されている。
　図２３は、導光板９０２の分解図である。図２３に示すように、第１の部材９２２は断面視長方形である。先端部９２４は断面視直角二等辺三角形である。突起部９２５は断面視二等辺三角形である。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール９０１においても、導光板９０２が複数の部材により構成されているため、第３の面９０２ｃ３の長さを所望の長さに設定しやすくなる。したがって、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板９０２の端面の高さによってより制約されにくい、といった第９の実施形態と同様の効果を奏する。
［第１１の実施形態］
　以下、本発明の第１１の実施形態について、図２４及び図２５を用いて説明する。
　本実施形態の太陽電池モジュール９５１の基本構成は第１の実施形態と同一であり、導光板９５２が複数の部材により構成されている点が第１の実施形態と異なる。
　図２４は、太陽電池モジュール９５１の要部を拡大した断面図である。図２４は、突起部９７５の延在方向と直交する線と第２の主面９５２ｂの法線とを含む平面で太陽電池モジュール９５１を切った断面である。
　図２４においては、便宜上、フレーム６、透明接着層３ａ、支持基板３ｂ、透明接着層７ａ，７ｂ、反射層８ａ，８ｂ、緩衝層９ａ，９ｂの図示を省略している。図２４において、第１の実施形態で用いた図と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図２４に示すように、導光板９５２は、第１の部材９７２と第２の部材９７３とにより構成されている。第１の部材９７２は、第１の主面９５２ａと第２の主面９５２ｂとを有する。第２の部材９７３は、第１の面９５２ｃ１と第２の面９５２ｃ２と第３の面９５２ｃ３とを有する。導光板９５２は、第１の部材９７２と第２の部材９７３とが接着剤により接着されることにより形成されている。なお、接着剤としては、第１の実施形態で説明した透明接着層３ａと同様のものを用いることができる。
　図示はしないが、第１の部材９７２と第２の部材９７３には蛍光体が含まれている。蛍光体としては、第１の実施形態で説明した蛍光体２１と同様のものを用いることができる。なお、第２の部材９７３には蛍光体が含まれていなくてもよい。
　第２の部材９７３は、先端部９７４と突起部９７５とにより構成されている。先端部９７４は、第１の面９５２ｃ１を有する。突起部９７５は、第２の面９５２ｃ２と第３の面９５２ｃ３とを有する。
　図２５は、導光板９５２の分解図である。図２５に示すように、第１の部材９７２は断面視長方形である。第２の部材９７３は断面視五角形である。
　本実施形態に係る太陽電池モジュール９５１においては、導光板９５２が複数の部材により構成されているため、第３の面９５２ｃ３の長さを所望の長さに設定しやすくなる。例えば、第２の部材９７５を予め複数種類用意しておけば、導光板９５２における太陽電池素子３の配置面の大きさと太陽電池素子３の受光面の大きさとを互いに同じ大きさにすることが容易となる。したがって、太陽電池素子３の受光面の大きさが導光板９５２の端面の高さによってより制約されにくくなる。
　なお、前記実施形態においては、突起部の幅が４ｍｍである例を挙げて説明したが、これに限らない。突起部の幅としては、これ以外の幅を採用することができる。ただし、太陽電池素子の受光面の大きさを小さくする観点からは、突起部の幅は導光板本体部の厚みの３倍以内であることが好ましい。
　また、前記実施形態においては、傾斜角度θ１を４５°とし傾斜角度θ３を１５°とした例、傾斜角度θ１を４５°とし傾斜角度θ３を７５°とした例、傾斜角度θ１を３０°とし傾斜角度θ３を１０°とした例、傾斜角度θ１を６０°とし傾斜角度θ３を１０°とした例、を挙げて説明したが、これに限らない。傾斜角度θ１及び傾斜角度θ３としては、これ以外の角度を採用することができる。ただし、太陽電池素子の集光効率を高める観点からは、傾斜角度θ１と傾斜角度θ３とが、３０°≦θ１≦６０°、且つ、５°≦θ３≦３０°という関係式を満たしていることが好ましい。
　また、前記実施形態では、導光板が複数の部材により構成されている例として、２つの部材により構成されている例、３つの部材により構成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、導光板が４つ以上の部材により構成されていてもよい。
[変形形態]
　前記実施形態では、導光板の第１の面及び第２の面に導光板の内部を伝播する蛍光を反射する反射層が設けられた例を挙げて説明したが、これに限らない。導光板としては、第１の面及び第２の面に入射した光を全反射によって伝播させ、第３の面から射出させるものを用いてもよい。すなわち、導光板の第１の面と第２の面のうち少なくとも一方の面には反射層が設けられていなくてもよい。
［太陽光発電装置］
　図２６は、太陽光発電装置１０００の概略構成図である。
　太陽光発電装置１０００は、太陽光のエネルギーを電力に変換する太陽電池モジュール１００１と、太陽電池モジュール１００１から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ（直流／交流変換器）１００４と、太陽電池モジュール１００１から出力された直流電力を蓄える蓄電池１００５と、を備えている。
　太陽電池モジュール１００１は、太陽光を集光する導光体１００２と、導光体１００２によって集光された太陽光によって発電を行う太陽電池素子１００３と、を備えている。太陽電池モジュール１００１としては、例えば、第１実施形態ないし第１１実施形態若しくはその変形形態で説明した太陽電池モジュールが用いられる。
　太陽光発電装置１０００は外部の電子機器１００６に対して電力を供給する。電子機器１００６には、必要に応じて補助電力源１００７から電力が供給される。
　太陽光発電装置１０００は、上述した本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールを備えているため、太陽電池素子の受光面の大きさが導光板の端面の高さによって制約されにくい。
　以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　その他、太陽電池モジュールの各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
　本発明は、太陽電池モジュール及び太陽光発電装置に利用可能である。
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，９５１…太陽電池モジュール、２，１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２，９５２…導光板、２ａ，３０２ａ，４０２ａ，５０２ａ，６０２ａ，８０２ａ，９５２ａ…第１の主面、２ｂ，３０２ｂ，４０２ｂ，５０２ｂ，６０２ｂ，８０２ｂ，９５２ｂ…第２の主面、２ｃ１，３０２ｃ１，４０２ｃ１，５０２ｃ１，６０２ｃ１，８０２ｃ１，９０２ｃ１，９５２ｃ１…第１の面、２ｃ２，１０２ｃ２，２０２ｃ２，３０２ｃ２，７０２ｃ２，８０２ｃ２，９０２ｃ２，９５２ｃ２…第２の面、２ｃ３，１０２ｃ３，２０２ｃ３，３０２ｃ３，７０２ｃ３，８０２ｃ３，９０２ｃ３，９５２ｃ３…第３の面、３，１０３，２０３，３０３…太陽電池素子、４，３０４，４０４，５０４，６０４…第１の反射層、５，１０５，２０５ａ，３０５，７０５…第２の反射層、２１…蛍光体、２２，３２２，４２２，５２２，６２２…導光体本体部、２３，１２３，２２３，３２３，７２３，８２５，９２５，９７５…突起部、８２２，９７２…第１の部材、８２３，９２３，９７３…第２の部材、１０００…太陽光発電装置、Ｌ…外光

Claims (12)

  1. 　第１の主面と、前記第１の主面と対向する第２の主面と、を有し、前記第１の主面または前記第２の主面から入射した外光を蛍光体により蛍光に変換して射出する導光板と、
    　前記導光板から射出された前記蛍光を受光する太陽電池素子と、を備え、
    　前記導光板の端部には、前記第１の主面から前記第２の主面側に屈曲する第１の面と、前記第２の主面から前記第１の主面とは反対側に屈曲する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とに接する第３の面と、が設けられ、
    　前記第３の面に前記太陽電池素子が設置され、前記第３の面から射出された前記蛍光を前記太陽電池素子が受光する太陽電池モジュール。
  2. 　前記第１の面と前記第２の面との間隔は、前記第３の面に近付くにつれて小さくなっている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記導光板は、
    　前記第１の主面と、前記第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面とに接する前記第１の面と、を有する導光板本体部と、
    　前記第２の主面上に設けられ、前記第２の面と前記第３の面とを有する突起部と、を有する請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記突起部は、前記第２の主面上に一定の幅で帯状に延在しており、
    　前記突起部の延在方向と直交する線と前記第２の主面の法線とを含む平面で前記導光板を切った断面における前記第３の面の長さは、前記導光板本体部の厚みよりも短い請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記突起部は、前記第２の主面上に一定の幅で帯状に延在しており、
    　前記突起部の延在方向と直交する方向の前記突起部の幅は、前記導光板本体部の厚みの３倍以内である請求項３または４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記第１の面は、前記第２の主面に対して傾斜角度θ１で傾斜した平面であり、
    　前記第３の面は、前記第２の主面に対して傾斜角度θ３で傾斜した平面であり、
    　前記θ１と前記θ３とが、３０°≦θ１≦６０°、且つ、５°≦θ３≦３０°という関係式を満たしている請求項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. 　前記導光板は、前記第１の主面と前記第２の主面とを有する第１の部材と、前記第１の面と前記第２の面と前記第３の面とを有する第２の部材と、が接着剤によって接着されることにより形成されている請求項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の部材は、互いに接着された複数の部材によって構成されている請求項７に記載の太陽電池モジュール。
  9. 　前記第１の部材と前記第２の部材には前記蛍光体が含まれている請求項７または８に記載の太陽電池モジュール。
  10. 　前記第１の部材には前記蛍光体が含まれており、前記第２の部材には前記蛍光体が含まれていない請求項７または８に記載の太陽電池モジュール。
  11. 　前記第１の面および前記第２の面には、前記導光板の内部を伝播する前記蛍光を反射する反射層が設けられている請求項１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. 　請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールを備えている太陽光発電装置。
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