WO2014050004A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents

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WO2014050004A1
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WO
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solar cell
surface side
cell module
light
receiving surface
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PCT/JP2013/005426
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French (fr)
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哲弥 金子
賢一 牧
蔵本　慶一
治寿 橋本
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/90—Energy harvesting concepts as power supply for auxiliaries' energy consumption, e.g. photovoltaic sun-roof

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module.
  • Patent Document 1 discloses a photoelectric conversion element that fits into a recess formed on an outer surface of an outer plate on a curved surface of a vehicle.
  • semiconductor crystal particles having a pn junction are bonded to a conductive substrate such as aluminum
  • a light transmitting plate is disposed on the upper side of the semiconductor crystal particles
  • a back sheet is disposed on the back surface side of the conductive substrate.
  • a resin, a sheet obtained by bonding an aluminum foil or a metal oxide film to a resin film, and a metal sheet such as stainless steel are used.
  • a solar cell module that improves the design between the object to be mounted when the solar cell module is attached to the object to be mounted such as a vehicle.
  • the solar cell module according to the present invention includes a solar cell string formed by interconnecting adjacent solar cells with a wiring member for a plurality of solar cells, and a light receiving surface disposed on the light receiving surface side of the solar cell string A side sealing material, a light receiving surface side protective member disposed on the light receiving surface side of the light receiving surface side sealing material, a back surface side sealing material disposed on the back surface side of the solar cell string, and a back surface side sealing material A back surface side protection member disposed on the back surface side, and an infrared transmission filter that blocks infrared light and transmits infrared light when viewed from the light receiving surface side.
  • the solar cell module according to the present invention includes a solar cell string formed by connecting adjacent solar cells to each other with a wiring member for a plurality of solar cells, and is attached to a vehicle body of a vehicle, A holding member that holds the solar cell panel with respect to the vehicle body, and the solar cell panel is disposed in a size that covers at least the wiring member when viewed from the light receiving surface side, and a part of visible light is provided.
  • An infrared transmission filter that blocks and transmits infrared rays.
  • the solar cell module when the solar cell module is attached to an object to be mounted such as a vehicle, at least the wiring material is covered by the infrared transmission filter that blocks a part of visible light and transmits infrared rays.
  • the metal color is not visible with the naked eye.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is a characteristic view of the infrared rays transmission filter used for the solar cell module of embodiment. It is a figure which shows a solar cell when it sees with the naked eye through the infrared rays transmissive filter of FIG. It is a figure which shows a solar cell when sunlight is irradiated through the infrared rays transmissive filter of FIG.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining improvement in power generation efficiency in the configuration of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 for a single-sided power generation type solar cell module as a modification of the embodiment.
  • the solar cell module is described as being fitted into a recess provided in the roof portion of the vehicle body of the vehicle, but the position to be fitted may be other than the roof portion. For example, you may fit in the side surface containing the bonnet part of a vehicle, a trunk part, and a door part.
  • a solar cell is described as a double-sided power generation type, this is an example of improving the power generation efficiency, and even a single-sided power generation type solar cell is included in the scope of the present invention that improves the design.
  • FIG. 1 shows a solar cell module 10 mounted on a vehicle 8
  • FIG. 1 (a) is an overall perspective view
  • FIG. 1 (b) is an enlarged view thereof.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • the solar cell module 10 mounted on the vehicle 8 will be referred to as the solar cell module 10 unless otherwise specified.
  • the solar cell panel 12 is mounted by being fitted into a recess 16 provided on the outer plate of the roof portion of the vehicle body 14 of the vehicle 8.
  • the solar cell module 10 includes a solar cell panel 12 and a holding member 18 that fits and holds the solar cell panel 12 in the recess 16 of the vehicle body 14.
  • the solar battery panel 12 includes a solar battery string 26 that is connected to each other with a plurality of solar battery cells 20 spaced apart from each other using wiring members 22 and 24.
  • an infrared transmission filter 30 having a size covering the wiring members 22 and 24 and blocking part of visible light and transmitting infrared light is disposed.
  • the solar cell string 26 is sandwiched between the sealing material 36 on the light receiving surface side and the sealing material 38 on the back surface side, which are composed of two sealing material sheets 32 and 34 sandwiching the infrared transmission filter 30 therebetween, and on the outside thereof.
  • the solar cell panel 12 is configured by arranging the protection member 40 on the light receiving surface side and the protection member 42 on the back surface side.
  • the solar battery cell 20 includes a photoelectric conversion unit that generates light-generated carriers of holes and electrons by receiving light such as sunlight.
  • the photoelectric conversion unit includes a substrate made of a semiconductor material such as silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), or the like.
  • the structure of the photoelectric conversion unit is a pn junction in a broad sense. For example, a heterojunction of a single crystal silicon substrate and amorphous silicon can be used.
  • a transparent conductive film (TCO) composed of a conductive oxide is laminated, and an i-type amorphous silicon layer and an n-type amorphous silicon layer doped with phosphorus (P) or the like on the back side of the substrate, It can be set as the structure which laminates a transparent conductive film.
  • the photoelectric conversion unit may have a structure other than this as long as it has a function of converting light such as sunlight into electricity.
  • a structure including a p-type polycrystalline silicon substrate, an n-type diffusion layer formed on the light-receiving surface side, and an aluminum metal film formed on the back surface side may be used.
  • the wiring members 22 and 24 are conductive members that are connected to a connection electrode formed on the surface of the transparent conductive film on the photoelectric conversion portion using a conductive paste or the like by solder or a conductive adhesive.
  • a connection electrode formed on the surface of the transparent conductive film on the photoelectric conversion portion using a conductive paste or the like by solder or a conductive adhesive.
  • thin plates made of a metal conductive material such as copper are used. Instead of a thin plate, a stranded wire can be used.
  • the conductive material in addition to copper, silver, aluminum, nickel, tin, gold, or an alloy thereof can be used.
  • a plating layer may be formed on the surface of the conductive material.
  • the wiring materials 22 and 24 are comprised with a metal material, when it sees from the light-receiving surface side of the solar cell panel 12, the elongated metal-colored wiring materials 22 and 24 are visually recognized.
  • the width dimension of the wiring materials 22 and 24 changes with the specifications of the solar cell panel 12, as an example, it is about 1 to 2 mm.
  • the sealing material 36 on the light-receiving surface side and the sealing material 38 on the back surface side have a role as a shock absorbing material and a function of preventing moisture from entering the solar battery cell 20 and are formed in layers. It is a member. These sealing materials 36 and 38 are selected in consideration of heat resistance, adhesiveness, flexibility, moldability, durability, and the like. Since the sealing material 36 on the light receiving surface side takes in light from the outside, the sealing material 38 on the back surface side emits the light that has passed through the region where the solar battery cell 20 is not provided to the outside on the back surface side, respectively. A transparent sealing material that has as high a transparency as possible and allows incident light to pass through without being absorbed or reflected is used.
  • the sealing material 36 on the light receiving surface side is configured by laminating two sealing material sheets 32 and 34.
  • the infrared transmission filter 30 is a filter sheet having a characteristic of blocking a part of visible light and transmitting infrared light.
  • FIG. 3 is a diagram showing the transmission characteristics of the infrared transmission filter 30, where the horizontal axis represents the light wavelength ⁇ and the vertical axis represents the transmittance T.
  • the infrared transmission filter 30 has a low transmittance in the visible light wavelength range ⁇ V and a high constant transmittance in the infrared wavelength range ⁇ UR .
  • the transmission characteristics of the infrared transmission filter 30 are not limited to those shown in FIG.
  • the infrared transmission filter 30 includes a colorant that is a mixture of a perylene-based black pigment or an anthraquinone-based red dye, a green dye, and a black dye in one resin component of triacetyl cellulose, ABS resin, and ASA resin. Can be used.
  • the infrared transmission filter 30 has a width dimension wider than the width dimension of the wiring members 22 and 24 so as to sufficiently cover the wiring members 22 and 24 along the longitudinal direction in which the wiring members 22 and 24 extend.
  • the width dimension of the infrared transmission filter 30 is about 3 to 6 mm in consideration of the positioning error between the wiring members 22 and 24 and the infrared transmission filter 30. It can be.
  • the protective member 40 on the light receiving surface side is a transparent plate or film that can take in light from the outside.
  • a translucent member such as a glass plate, a resin plate, or a resin film can be used.
  • the protective member 42 on the back side is a colorless and transparent sheet that can emit light that has passed through the sealing material 38 on the back side to the outside on the back side.
  • a polyethylene terephthalate (PET) sheet or the like can be used as the protective member 42 on the back side.
  • the recess 16 provided in the vehicle body 14 is a storage portion into which the solar cell panel 12 is fitted.
  • the concave portion 16 is a portion where the outer surface of the outer plate of the roof portion of the vehicle body 14 is recessed in order to fit the solar cell panel 12.
  • the vehicle body 14 forms the outer shape of the vehicle 8, and has a surface that reflects light depending on a metal color or a paint color.
  • the concave portion 16 has a two-step depression so that the peripheral portion of the back surface 44 of the protective member 42 of the solar cell panel 12 can be supported. Since the bottom surface 46 of the recess is the surface of the vehicle body 14, it has light reflectivity.
  • the bottom surface 47 of the recess is formed shallower than the bottom surface 46.
  • the holding member 18 is a resin material for fitting and holding the solar cell panel 12 in the recess 16 of the vehicle body 14.
  • the holding member 18 is disposed on the side surface of the two-step recess of the recess 16 and the upper surface of the bottom surface 47 of the recess, and holds the side surface of the solar cell panel 12 and the peripheral portion of the back surface 44 of the protection member 42.
  • a resin rubber can be used.
  • the resin rubber isoprene rubber, styrene rubber, butadiene rubber, urethane rubber, fluorine rubber, butyl rubber, silicone resin, or the like can be used.
  • a resin having an elastic modulus smaller than that of the metal material of the vehicle body 14 may be used.
  • cellulose acetate, phenol resin, epoxy resin, acrylic foam, or the like can be used.
  • the vehicle body 14 is provided with a step between the concave portion 16 and the outer peripheral portion of the concave portion which is the peripheral side thereof, but the upper surface of the protection member 40 on the light receiving surface side of the solar cell module 10 and the vehicle body 14. There is no step between the upper surfaces of the outer peripheral portions of the recesses, and it has one surface shape.
  • the solar cell module 10 can be mounted on the vehicle 8 without impairing the streamline shape of the vehicle body 14 of the vehicle 8.
  • the upper surface of the protective member 40 on the light receiving surface side of the solar cell module 10 is shown as a flat surface.
  • the solar cell module 10 is flexible. By providing it, the curved surface on the upper surface of the protective member 40 and the curved surface on the upper surface of the outer periphery of the recess can form one curved surface shape.
  • a predetermined gap interval 48 is provided between the back surface 44 of the protection member 42 and the bottom surface 46 of the recess 16. This gap interval 48 is used so that the light that has passed through the protective member 42 once exits and is reflected by the light-reflecting bottom surface 46 so that the direction of the optical path is directed toward the back surface side of the solar battery cell 20. Space.
  • the light from the outside passes through the gap between the wiring members 22 and 24 in the solar battery panel 12, passes through the recess 16, is reflected by the bottom face 46, and is reflected on the back face of the solar battery cell 20.
  • the sealing materials 36 and 38 and the protection members 40 and 42 are transparent, and the bottom surface 46 is a light-reflective surface, so that light is transmitted to the back surface side of the solar battery cell 20.
  • the power generation efficiency of the solar cell panel 12 can be improved.
  • FIG. 4 shows a state of the solar battery cell 20 when the solar battery module 10 is viewed from the light receiving surface side. Since the infrared transmission filter 30 absorbs light having a wavelength ⁇ V of visible light, the metal colors of the wiring members 22 and 24 covered with the infrared transmission filter 30 are not visually recognized. The infrared transmission filter 30 and the solar battery cell 20 that appear black are visible. Therefore, the design is improved as compared with the fact that the metal-colored wiring members 22 and 24 are visible on the black solar cell 20. In addition, since visible light is not irradiated to the photovoltaic cell 20 in the part of the width
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the appearance when the light having a wavelength region of infrared wavelength ⁇ UR is irradiated and taken virtually by a camera having sensitivity in the infrared wavelength region.
  • the infrared transmission filter 30 is illustrated. Therefore, it is substantially the same as the state in which the infrared transmission filter 30 is not disposed.
  • the infrared transmission filter 30 does not appear, and the wiring members 22 and 24 appear. Therefore, the power generation efficiency of the solar cell panel 12 with respect to light in the range of the infrared wavelength ⁇ UR is hardly lowered as compared with the case where the infrared transmission filter 30 is not provided.
  • the infrared transmission filter 30 is arranged so as to cover the wiring members 22 and 24, thereby satisfying the demand for improvement in design properties and ensuring the power generation efficiency in the infrared region, thereby generating power from the solar cell module 10. A decrease in efficiency can be suppressed.
  • the width dimension of the infrared transmission filter 30 is larger than that of the wiring members 22 and 24, the alignment work between the wiring members 22 and 24 and the infrared transmission filter 30 can be easily performed.
  • connection electrode formed using a conductive paste or the like is provided between the photoelectric conversion portion and the wiring members 22 and 24.
  • This connection electrode also has a metallic color.
  • the connection electrode includes a bus bar electrode 54 and a finger electrode 56 as described later. In that case, by disposing the infrared transmission filter over the entire solar cell panel 12, the metal color of the finger electrode can be made difficult to visually recognize.
  • the bus bar electrode 54 is used when connecting the plurality of solar battery cells 20 to each other, and the wiring members 22 and 24 are bonded to each other.
  • the plurality of finger electrodes 56 arranged so as to intersect with the bus bar electrode 54 are thin line electrodes that are thinned so as to reduce the light shielding property when collecting electricity from the entire light receiving surface.
  • the bus bar electrode 54 and the finger electrode 56 are arranged orthogonally to each other and electrically connected in the example of FIG.
  • a conductive paste in which a conductive filler such as silver (Ag) is dispersed in a binder resin is formed on the transparent conductive layer in a desired pattern by a screen printing method.
  • the width dimension of the bus bar electrode 54 is set to be the same as or slightly narrower than the width dimension of the wiring members 22 and 24. Therefore, when the solar cell module 50 is viewed from the light receiving surface side, the metal color of the bus bar electrode 54 hidden by the wiring members 22 and 24 does not appear, but the metal color of the finger electrode 56 appears.
  • FIG. 8 is a diagram showing a solar cell module 60 including the wiring members 22 and 24, the bus bar electrodes 54, and the finger electrodes 56, and an infrared transmission filter 58 disposed over the entire solar cell module 50.
  • the infrared transmission filter 58 looks black, and the metal colors of the wiring members 22, 24, the bus bar electrode 54, and the finger electrode 56 are not visually recognized.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state in which the solar cell module 60 of FIG. 8 is mounted on a vehicle 8 whose body 14 is white (W).
  • the solar cell module 60 is fitted into the concave portion 16 of the roof portion of the vehicle body 14, and the metal colors of the wiring members 22, 24, the bus bar electrode 54, and the finger electrode 56 of the solar cell panel 12 are covered by the infrared transmission filter 58.
  • the white (W) vehicle body the entire roof portion is visually recognized as black, and the reduction in power generation efficiency of the solar cell module 60 can be suppressed while satisfying the demand for improvement in design.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which the solar cell module 60 of FIG. 8 is mounted on a vehicle 8 whose body 14 is black (K).
  • the solar cell module 60 fitted in the recess 16 in the roof portion of the vehicle body 14 is visually the same color as the color of the vehicle body 14 as if it were integrated with the vehicle body 14. In this way, it is possible to suppress the decrease in power generation efficiency of the solar cell module 60 while further improving the design of the vehicle body 14 on which the solar cell module 60 is mounted.
  • the power generation efficiency of the solar cell module 60 is reduced while satisfying the requirement for improving the design of the vehicle. Can be suppressed.
  • the sealing material and the protective member are colorless and transparent, and the surface facing the protective member on the back side has light reflectivity, so that the solar battery Light can be guided to the back side of the cell, and the power generation efficiency of the solar cell panel can be improved.
  • the solar cell panel 12 is fitted into the recess 16 of the vehicle body 14, but the solar cell panel 12 may be attached to the outside of the vehicle body 14 in addition to this.
  • FIG. In that case, a frame portion is used to attach the solar cell panel 12 to the vehicle body 14.
  • the frame portion corresponds to the vehicle body 14 in FIG. 2, has a recess 16, and its bottom surface 46 has light reflectivity.
  • a holding member 18 is disposed between the frame portion and the solar cell panel 12. That is, the frame portion is a separate component from the vehicle body 14 of the vehicle 8, but the configuration is the same as that of the vehicle body 14 of FIG. 2, and the vehicle body 14 described above can be replaced with the frame portion as it is. it can.
  • FIG. 11 shows an example using a single-sided power generation type solar cell module 10 as a modification. The description which overlaps with the solar cell module 10 shown in FIG. 2 is omitted, and only different portions will be described.
  • the solar cell module 10 includes a solar cell panel 12 and an adhesive member 78 that adheres the solar cell panel 12 to the bottom surface of the recess 76 of the vehicle body 14.
  • the light receiving surface side sealing material 36, the back surface side sealing material 38 and the back surface side protection member 42 are provided to have a smaller area than the light receiving surface side protection member 40. Therefore, the back surface of the protection member 40 on the light receiving surface side is exposed at the peripheral edge of the protection member 40 on the light receiving surface side.
  • the recess 76 provided in the vehicle body 74 is a storage portion into which the solar cell panel 12 is fitted.
  • the recessed portion 76 is a portion where the outer surface of the outer plate of the roof portion of the vehicle body 14 is recessed in order to fit the solar cell panel 12, and has an opening on the bottom surface.
  • the recess 76 supports the peripheral edge of the back surface of the protection member 40 of the solar cell panel 12.
  • the gap between the vehicle body 74 and the solar cell panel 12 may be filled with, for example, a resin material (not shown).
  • the adhesive member 78 is a resin adhesive for fitting and attaching the solar cell panel 12 to the recess 76 of the vehicle body 74.
  • the adhesive member 78 is disposed on the upper surface of the bottom surface of the recess 76 and is adhered to the back surface of the protection member 40 of the solar cell panel 12.
  • As the adhesive member 78 for example, urethane resin can be used. Wiring (not shown) connected to the solar cell panel 12 is taken into the vehicle body 74 from the opening of the recess 76.
  • the protection member 42 on the back surface side does not need to emit light that has passed through the sealing material 38 on the back surface side to the outside. Therefore, as the protective member 42 on the back surface side, a PET sheet may be used, or a laminate of two or more resin sheets may be used.
  • the protective member 42 on the back surface side can be a laminate in which a PET sheet or an Al sheet is sandwiched between two PVF sheets, and a laminate in which an Al sheet is sandwiched between two PET sheets.
  • the infrared transmission filter 30 is disposed so as to cover the wiring members 22 and 24 or the connection electrodes, but the present invention is not limited to these configurations.
  • the region where the solar battery cell 20 is not provided is less visible with the naked eye, and the design of the mounted object can be improved.

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Description

太陽電池モジュール
　本発明は、太陽電池モジュールに関する。
　太陽電池モジュールを車両等に搭載することが行われる。特許文献１には、車両の曲面上の外板の外面に形成された凹部に嵌め込む光電変換素子が開示されている。ここでは、ｐｎ接合を有する半導体結晶粒子をアルミニウム等の導電性基板に接合し、半導体結晶粒子の上部側に透光板を配置し、導電性基板の裏面側にバックシートを配置する。バックシートは、樹脂、樹脂フィルムにアルミニウム箔や金属酸化膜を挟んで貼りあわせたシート、ステンレス等の金属シートが用いられる。
特開２００７－１３４５７１号公報
　車両等の搭載対象物に太陽電池モジュールを取り付けて用いるときに、搭載対象物との間の意匠性を向上させる太陽電池モジュールを提供する。
　本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルについて隣接する太陽電池セルを配線材によって相互に接続して形成される太陽電池ストリングと、太陽電池ストリングの受光面側に配置される受光面側封止材と、受光面側封止材の受光面側に配置される受光面側保護部材と、太陽電池ストリングの裏面側に配置される裏面側封止材と、裏面側封止材の裏面側に配置される裏面側保護部材と、受光面側から見て、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる赤外線透過フィルタと、を備える。
　また、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルについて隣接する太陽電池セルを配線材によって相互に接続して形成される太陽電池ストリングを備え、車両の車体に取り付けられる太陽電池パネルと、前記車体に対し前記太陽電池パネルを保持する保持部材と、を備え、前記太陽電池パネルは、受光面側から見て、少なくとも前記配線材を覆う広さで配置され、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる赤外線透過フィルタを含む。
　上記構成によれば、車両等の搭載対象物に太陽電池モジュールを取り付けて用いるときに、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる赤外線透過フィルタによって少なくとも配線材を覆うので、配線材等の金属色が肉眼では視認されない。これによって、搭載対象物の意匠性を向上させることができる。
実施の形態において、車両に搭載される太陽電池モジュールを示す図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は拡大図である。ここで、車両は白色（Ｗ）の車体を有するものとして示される。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 実施の形態の太陽電池モジュールに用いられる赤外線透過フィルタの特性図である。 図３の赤外線透過フィルタを介して肉眼で見たときの太陽電池を示す図である。 図３の赤外線透過フィルタを介して太陽光が照射されるときの太陽電池を示す図である。 図1の構成において、発電効率の向上を説明する図である。 実施の形態において、太陽電池の接続用電極を示す図である。 図７の全面を覆うように赤外線透過フィルタを配置した太陽電池モジュールを示す図である。 図８の太陽電池モジュールが白色（Ｗ）の車体を有する車両に搭載されたときの図である。 図８の太陽電池モジュールが黒色（Ｋ）の車体を有する車両に搭載されたときの図である。 実施の形態変形例としての片面発電型の太陽電池モジュールについて、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。
　以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、太陽電池モジュールとして、車両の車体のルーフ部に設けられる凹部に嵌め込まれるものを述べるが、嵌め込まれる位置は、ルーフ部以外であってもよい。例えば、車両のボンネット部、トランク部、ドア部を含む側面に嵌め込んでもよい。また、太陽電池セルを両面発電型として述べるが、これは発電効率の向上の例示であって、片面発電型の太陽電池セルであっても意匠性を向上させる本発明の範囲に含まれる。
　以下で述べる材質、厚さ、寸法、車体の色等は説明のための例示であって、太陽電池モジュールの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、車両８に搭載された太陽電池モジュール１０を示し、図１（ａ）は全体斜視図で、（ｂ）は、その拡大図である。図２は、図1のＡ－Ａ線に沿った断面図である。以下では、車両８に搭載される太陽電池モジュール１０を、特に断らない限り太陽電池モジュール１０と呼ぶことにする。太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル１２が車両８の車体１４におけるルーフ部の外板に設けられた凹部１６に嵌め込まれて搭載される。
　図２に示されるように、太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル１２と、太陽電池パネル１２を車体１４の凹部１６に嵌め込んで保持する保持部材１８を含んで構成される。
　太陽電池パネル１２は、複数の太陽電池セル２０について配線材２２，２４を用いて互いに間隔を空けて接続した太陽電池ストリング２６を備える。太陽電池ストリング２６の受光面側には、配線材２２，２４を覆う広さを有し、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる赤外線透過フィルタ３０が配置される。赤外線透過フィルタ３０を間に挟み込む２枚の封止材シート３２，３４で構成される受光面側の封止材３６と裏面側の封止材３８とで太陽電池ストリング２６を挟み、その外側に受光面側の保護部材４０と裏面側の保護部材４２を配置して、太陽電池パネル１２が構成される。
　太陽電池セル２０は、太陽光等の光を受光することで正孔および電子の光生成キャリアを生成する光電変換部を備える。光電変換部は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料の基板を有する。光電変換部の構造は、広義のｐｎ接合である。例えば、単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を用いることができる。この場合、受光面側の基板上に、ｉ型非晶質シリコン層と、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層と、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）の透光性導電酸化物で構成される透明導電膜（ＴＣＯ）を積層し、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層と、燐（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層と、透明導電膜を積層する構造とすることができる。
　光電変換部は、太陽光等の光を電気に変換する機能を有すれば、これ以外の構造であってもよい。例えば、ｐ型多結晶シリコン基板と、その受光面側に形成されたｎ型拡散層と、その裏面側に形成されたアルミニウム金属膜とを備える構造であってもよい。
　配線材２２，２４は、光電変換部の上の透明導電膜の表面に導電ペースト等を用いて形成された接続用電極にハンダや導電性接着剤等により接続される導電性部材である。配線材２２，２４としては、銅等の金属導電性材料で構成される薄板が用いられる。薄板に代えて撚り線状のものを用いることもできる。導電性材料としては、銅の他に、銀、アルミニウム、ニッケル、錫、金、あるいはこれらの合金を用いることができる。上記の導電性材料の表面にメッキ層を形成してもよい。このように、配線材２２，２４は金属材料で構成されるので、太陽電池パネル１２の受光面側から見ると、細長く延びる金属色の配線材２２，２４が視認される。配線材２２，２４の幅寸法は、太陽電池パネル１２の仕様によって異なるが、一例を挙げると、約１～２ｍｍである。
　受光面側の封止材３６と裏面側の封止材３８は、太陽電池セル２０に対し、衝撃の緩衝材としての役割と、水分の侵入を防ぐ機能等を有し、層状に形成される部材である。これらの封止材３６，３８は、耐熱性、接着性、柔軟性、成形性、耐久性等を考慮して材質が選定される。受光面側の封止材３６は外部からの光を取り入れるため、裏面側の封止材３８は太陽電池セル２０が設けられない領域を通った光をそのまま裏面側の外部へ出すため、それぞれ、できるだけ高い透明性を有し、入射した光を吸収したり反射することなく透過させる透明封止材が用いられる。例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等が用いられる。ＥＶＡ以外には、ＰＶＢ、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることもできる。受光面側の封止材３６は、２枚の封止材シート３２，３４を積層して構成される。
　赤外線透過フィルタ３０は、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる特性を有するフィルタシートである。図３は、赤外線透過フィルタ３０の透過特性を示す図で、横軸が光の波長λで、縦軸が透過率Ｔである。赤外線透過フィルタ３０は、可視光の波長λVの範囲では低い透過率で、赤外線の波長λURの範囲では高い一定の透過率を有する。図３の例では、波長λVの範囲の透過率はＴ＝０で赤外線透過フィルタ３０は可視光領域の光を吸収する。赤外線の波長λURの範囲の透過率はＴ＝０．９で、実質的に赤外線透過フィルタ３０が配置されない状態とほぼ同じように光が太陽電池セル２０に照射される。なお、赤外線透過フィルタ３０の透過特性は図３に示したものに限られない。
　かかる赤外線透過フィルタ３０は、トリアセチルセルロース、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂のうちの１種の樹脂成分に、ペリレン系の黒色顔料またはアンスラキノン系の赤色染料と緑色染料と黒色染料の混合物である着色剤が配合されたフィルタシートを用いることができる。
　赤外線透過フィルタ３０は、配線材２２，２４が延びる長手方向に沿って配線材２２，２４を十分に覆い隠すように、配線材２２，２４の幅寸法よりも広い幅寸法を有する。配線材２２，２４の幅寸法が約１～２ｍｍの例では、配線材２２，２４と赤外線透過フィルタ３０との間の位置決め誤差を考慮して、赤外線透過フィルタ３０の幅寸法を約３～６ｍｍとすることができる。
　再び図２に戻り、受光面側の保護部材４０は、外部から光を取り入れることができる透明な板体、フィルムである。受光面側の保護部材４０としては、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。
　裏面側の保護部材４２は、裏面側の封止材３８を通ってきた光を裏面側の外部へ出すことができる無色透明なシートである。裏面側の保護部材４２としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等を用いることができる。
　車体１４に設けられる凹部１６は、太陽電池パネル１２を嵌め込む収納部である。凹部１６は、太陽電池パネル１２を嵌め込むために、車体１４のルーフ部の外板の外表面をくぼませた部分である。車体１４は、車両８の外形を形作るもので、金属色や塗装色によって、光を反射する表面を有する。凹部１６は、太陽電池パネル１２の保護部材４２の裏面４４の周縁部を支持できるように、２段階のくぼみを有する。くぼみの底面４６は、車体１４の表面であるので、光反射性を有する。くぼみの底面４７は、底面４６より浅く形成される。
　保持部材１８は、車体１４の凹部１６に太陽電池パネル１２を嵌め込んで保持するための樹脂材である。保持部材１８は、凹部１６の２段のくぼみの側面と、くぼみの底面４７の上面に配置され、太陽電池パネル１２の側面と保護部材４２の裏面４４の周縁部とを保持する。保持部材１８としては、樹脂ゴムを用いることができる。樹脂ゴムとしては、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、シリコーン樹脂等を用いることができる。樹脂ゴム以外で、車体１４の金属材料の弾性率よりも小さな弾性率を有する樹脂を用いてもよい。例えば、セルロースアセテート、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系フォーム等を用いることができる。
　図２に示されるように、車体１４は、凹部１６とその周縁側である凹部外周部との間に段差が設けられるが、太陽電池モジュール１０の受光面側の保護部材４０の上面と車体１４の凹部外周部の上面の間には段差がなく、一つの面形状を有する。これによって、車両８の車体１４の流線型形状を損なうことなく、太陽電池モジュール１０を車両８に搭載することができる。図２では太陽電池モジュール１０の受光面側の保護部材４０の上面が平坦面として示したが、凹部１６が設けられる車体１４が流線型の曲面を有する場合は、太陽電池モジュール１０に可撓性を持たせることで、保護部材４０の上面の曲面と、凹部外周部の上面の曲面とが一つの曲面形状を構成するようにできる。
　図２に示されるように、保護部材４２の裏面４４と凹部１６の底面４６との間は、所定の隙間間隔４８が設けられる。この隙間間隔４８は、保護部材４２を通ってきた光が一旦外部へ出て、光反射性を有する底面４６で反射され、光路の方向を太陽電池セル２０の裏面側へ向かうようにするするための空間である。
　図６に示されるように、外部からの光は、太陽電池パネル１２における配線材２２，２４の間の隙間を通り、凹部１６に抜けて、底面４６で反射し、太陽電池セル２０の裏面に導かれる。このように、太陽電池パネル１２において、封止材３６，３８と保護部材４０，４２を透明とし、底面４６が光反射性を有する面とすることで、太陽電池セル２０の裏面側に光を導くことができ、太陽電池パネル１２の発電効率を向上させることができる。
　上記構成の意匠性から見た作用効果を図４、図５を用いて説明する。図４は、太陽電池モジュール１０を受光面側から見たときの太陽電池セル２０の様子である。赤外線透過フィルタ３０は、可視光の波長λVの光を吸収するので、赤外線透過フィルタ３０に覆われた配線材２２，２４の金属色は視認されなくなる。視認されるのは、黒く見える赤外線透過フィルタ３０と、太陽電池セル２０である。したがって、黒地の太陽電池セル２０の上に金属色の配線材２２，２４が見えることに比べ、意匠性が向上する。なお、赤外線透過フィルタ３０の幅の部分は可視光が太陽電池セル２０に照射されないので、太陽電池パネル１２の発電効率はその分低下する。
　図５は、波長領域が赤外線の波長λURの光が照射され、赤外線の波長領域の感度を有するカメラで仮想的に撮影した場合の見え方を説明した図で、ここでは、赤外線透過フィルタ３０の透過率Ｔ＝０．９であるので、実質的に赤外線透過フィルタ３０が配置されない状態とほぼ同じである。図５では赤外線透過フィルタ３０が現れず、配線材２２，２４が現れる。したがって、赤外線の波長λURの範囲の光についての太陽電池パネル１２の発電効率は、赤外線透過フィルタ３０がない場合に比べてほとんど低下しない。
　このように、赤外線透過フィルタ３０を配線材２２，２４を覆い隠すように配置することで、意匠性の向上の要求を満たし、赤外線領域における発電効率を確保することで、太陽電池モジュール１０の発電効率の低下を抑制することができる。赤外線透過フィルタ３０の幅寸法を配線材２２，２４より大きく取ることにより、配線材２２，２４と赤外線透過フィルタ３０との間の位置合わせの作業を容易に行うことができる。
　上記では、金属色に見えるものとして配線材２２，２４を説明したが、光電変換部と配線材２２，２４との間には、導電ペースト等を用いて形成された接続用電極が設けられ、この接続用電極も金属色を有する。接続用電極は、後述するように、バスバー電極５４とフィンガ電極５６を含む。その場合、赤外線透過フィルタを太陽電池パネル１２の全体に渡って配置することで、フィンガ電極の金属色も視認しにくくすることができる。
　図７に示す太陽電池モジュール５０は、太陽電池セル２０の光電変換部５２の主面に、接続用電極として、バスバー電極５４とフィンガ電極５６が設けられる。バスバー電極５４は、複数の太陽電池セル２０を互いに接続するときに用いられ、配線材２２，２４が接着される。バスバー電極５４に交差して配置される複数のフィンガ電極５６は、受光面の全体から集電するときに遮光性を少なくするように、細線化した細線電極である。
　バスバー電極５４とフィンガ電極５６とは、図７の例では互いに直交して配置されて電気的に接続される。これらは、例えば、バインダ樹脂中に銀（Ａｇ）等の導電性フィラーが分散された導電性ペーストを透明導電層の上に所望のパターンでスクリーン印刷法により形成される。バスバー電極５４の幅寸法としては配線材２２，２４の幅寸法と同じかやや細めに設定される。したがって、太陽電池モジュール５０を受光面側から見ると、配線材２２，２４で隠された部分のバスバー電極５４の金属色は現れないが、フィンガ電極５６の金属色は現れることになる。
　図８は、配線材２２，２４、バスバー電極５４、フィンガ電極５６を含んで、太陽電池モジュール５０の全体に渡って赤外線透過フィルタ５８を配置した太陽電池モジュール６０を示す図である。この太陽電池モジュール６０は、受光面側から見ると、赤外線透過フィルタ５８は黒く見えて、配線材２２，２４、バスバー電極５４、フィンガ電極５６のそれぞれの金属色は視認されない。
　図９は、車体１４が白色（Ｗ）の車両８に、図８の太陽電池モジュール６０を搭載した様子を示す図である。車体１４のルーフ部の凹部１６に太陽電池モジュール６０が嵌め込まれ、太陽電池パネル１２の配線材２２，２４、バスバー電極５４、フィンガ電極５６の金属色が赤外線透過フィルタ５８によって覆い隠される。このように、白色（Ｗ）の車体において、ルーフ部の全体が黒く視認され、意匠性の向上の要求を満たしつつ、太陽電池モジュール６０の発電効率の低下を抑制することができる。
　図１０は、車体１４が黒色（Ｋ）の車両８に、図８の太陽電池モジュール６０を搭載した様子を示す図である。この場合には、車体１４のルーフ部の凹部１６に嵌め込まれた太陽電池モジュール６０と車体１４の色と同色で、あたかも車体１４と一体化したように視認される。このように、太陽電池モジュール６０を搭載した車体１４の意匠性をさらに向上させつつ、太陽電池モジュール６０の発電効率の低下を抑制することができる。
　このように、少なくとも配線材を覆う広さで赤外線透過フィルタを配置した太陽電池モジュールを車両に搭載することで、車両の意匠性の向上の要求を満たしつつ、太陽電池モジュール６０の発電効率の低下を抑制することができる。また、両面発電型の太陽電池セルを用い、太陽電池パネルにおいて、封止材と保護部材を無色透明とし、裏面側の保護部材に向かい合う面を光反射性を有するものとすることで、太陽電池セルの裏面側に光を導くことができ、太陽電池パネルの発電効率を向上させることができる。
　上記では、太陽電池パネル１２が車体１４の凹部１６に嵌め込まれるものとしたが、これ以外に、車体１４の外側に太陽電池パネル１２を取り付けるものとしてもよい。例えば、車体１４のルーフ部から浮かせて取り付けてもよい。その場合には、太陽電池パネル１２を車体１４に取り付けるためにフレーム部を用いる。フレーム部は、図２の車体１４に対応するもので、凹部１６を有し、その底面４６が光反射性を有する。そして、フレーム部と太陽電池パネル１２との間に、保持部材１８が配置される。すなわち、フレーム部は、車両８の車体１４とは別体の部品であるが、その構成は、図２の車体１４と同様であって、上記の説明の車体１４をそのままフレーム部と置き換えることができる。
　なお、上記の実施の形態では、両面発電型の太陽電池モジュール１０を用いた例を説明したが、本発明は両面発電型の太陽電池モジュール１０に限定されない。図１１は、変形例として、片面発電型の太陽電池モジュール１０を用いた例を示す。図２に示す太陽電池モジュール１０と重複する説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
　図１１に示されるように、太陽電池モジュール１０は、太陽電池パネル１２と、太陽電池パネル１２を車体１４の凹部７６の底面にて接着する接着部材７８を含んで構成される。
　受光面側の封止材３６、裏面側の封止材３８および裏面側の保護部材４２は、受光面側の保護部材４０よりも小さい面積となるように設けられる。したがって、受光面側の保護部材４０の周縁部において、受光面側の保護部材４０の裏面が露出する。
　車体７４に設けられる凹部７６は、太陽電池パネル１２を嵌め込む収納部である。凹部７６は、太陽電池パネル１２を嵌め込むために、車体１４のルーフ部の外板の外表面をくぼませた部分であり、その底面に開口を有する。凹部７６は、太陽電池パネル１２の保護部材４０の裏面の周縁部を支持する。なお、車体７４と太陽電池パネル１２との間の空隙には、例えば樹脂材料（図示を省略）を充填してもよい。
　接着部材７８は、車体７４の凹部７６に太陽電池パネル１２を嵌め込んで接着するための樹脂接着剤である。接着部材７８は、凹部７６のくぼみ底面の上面に配置され、太陽電池パネル１２の保護部材４０の裏面に接着される。接着部材７８としては、例えば、ウレタン系樹脂を用いることができる。太陽電池パネル１２に接続される配線（図示を省略）は、凹部７６の開口から車体７４の内部に取り込まれる。
　図１１に示されるような太陽電池モジュール１０とする場合、裏面側の保護部材４２は、裏面側の封止材３８を通ってきた光を裏面側の外部に出す必要がない。よって、裏面側の保護部材４２としては、ＰＥＴシートを用いてもよいし、２枚以上の樹脂シートの積層体でもよい。例えば、裏面側の保護部材４２は、２枚のＰＶＦシートの間にＰＥＴシートまたはＡｌシートを挟んだ積層体、２枚のＰＥＴシートの間にＡｌシートを挟んだ積層体とすることができる。
　実施の形態及び変形例では、配線材２２，２４または接続用電極を覆うように赤外線透過フィルタ３０を配置する構成としたが、本発明はこれらの構成に限定されない。例えば、太陽電池セル２０が設けられない領域を覆うように赤外線透過フィルタ３０を配置してもよい。太陽電池セル２０が設けられない領域が肉眼では視認されにくくなり、搭載対象物の意匠性を向上させることができる。
　８　車両、１０，５０，６０　太陽電池モジュール、１２　太陽電池パネル、１４，７４車体、１６，７６　凹部、１８　保持部材、２０　太陽電池セル、２２，２４　配線材、２６　太陽電池ストリング、３０，５８　赤外線透過フィルタ、３２，３４　封止材シート、３６，３８　封止材、４０，４２　保護部材、４４　裏面、４６，４７　底面、４８　隙間間隔、５２　光電変換部、５４　バスバー電極、５６　フィンガ電極、７８　接着部材。

Claims (7)

  1. 　複数の太陽電池セルについて隣接する太陽電池セルを配線材によって相互に接続して形成される太陽電池ストリングと、
    　前記太陽電池ストリングの受光面側に配置される受光面側封止材と、
    　前記受光面側封止材の受光面側に配置される受光面側保護部材と、
    　前記太陽電池ストリングの裏面側に配置される裏面側封止材と、
    　裏面側封止材の裏面側に配置される裏面側保護部材と、
    　前記受光面側から見て、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる赤外線透過フィルタと、
    　を備える、太陽電池モジュール。
  2. 　請求項1に記載の太陽電池モジュールにおいて、
    　前記赤外線透過フィルタは、前記受光面側から見て、少なくとも前記配線材を覆う広さで配置される、太陽電池モジュール。
  3. 　請求項２に記載の太陽電池モジュールにおいて、
    　前記赤外線透過フィルタは、前記受光面側から見て前記受光面側封止材シートと同じ広さである、太陽電池モジュール。
  4. 　複数の太陽電池セルについて隣接する太陽電池セルを配線材によって相互に接続して形成される太陽電池ストリングを備え、車両の車体に取り付けられる太陽電池パネルと、
    　前記車体に対し前記太陽電池パネルを保持する保持部材と、
    　を備え、
    　前記太陽電池パネルは、
    　受光面側から見て、少なくとも前記配線材を覆う広さで配置され、可視光の一部を遮断し赤外線を透過させる赤外線透過フィルタを含む、太陽電池モジュール。
  5. 　請求項４に記載の太陽電池モジュールにおいて、
    　前記車体は、凹部を有し、
    　前記太陽電池パネルは、前記凹部に嵌め込まれる、太陽電池モジュール。
  6. 　請求項３に記載の太陽電池モジュールにおいて、
    　前記太陽電池セルは、両面発電型である、車両に搭載される太陽電池モジュール。
  7. 　請求項４に記載の太陽電池モジュールにおいて、
    　前記太陽電池セルは、両面発電型である、車両に搭載される太陽電池モジュール。
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