WO2014126065A1 - ガラスパネル - Google Patents

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WO2014126065A1
WO2014126065A1 PCT/JP2014/053092 JP2014053092W WO2014126065A1 WO 2014126065 A1 WO2014126065 A1 WO 2014126065A1 JP 2014053092 W JP2014053092 W JP 2014053092W WO 2014126065 A1 WO2014126065 A1 WO 2014126065A1
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sheet
glass
solar cell
light control
glass plate
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PCT/JP2014/053092
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佐藤　一仁
和之 栗原
Original Assignee
旭硝子株式会社
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    • Y02T10/90—Energy harvesting concepts as power supply for auxiliaries' energy consumption, e.g. photovoltaic sun-roof

Definitions

  • the present invention relates to a glass panel provided with a solar cell sheet and a light control sheet, and a glass panel provided with a glass plate provided with a solar cell element and a light control sheet.
  • Patent Document 1 discloses an automotive roof glass panel (hereinafter referred to as a glass panel) provided with a light control glass and a solar cell.
  • the glass panel of Patent Document 1 is configured by adhering light control glass to the inner surface of a light transmissive solar cell roof glass. According to this glass panel, an electromotive force is generated when sunlight is incident on the solar cell roof glass arranged outside the vehicle, and the electric power is supplied to the light control glass, so that the light transmittance of the light control glass is lowered. To do.
  • the solar cell roof glass is formed by sequentially laminating a first transparent conductive film, an amorphous silicon layer, and a second transparent conductive layer on an upper surface of an inner plate glass located on the inner side of the vehicle, and an upper surface of the second transparent conductive layer.
  • the outer glass positioned outside the vehicle is a laminated glass integrated through a polyvinyl butyral interlayer film.
  • the light control glass is formed by arranging two glass plates having a transparent conductive film so that the transparent conductive film faces each other and interposing an electrochromic element (light control element) between the two glass plates. Composed.
  • Patent Document 1 discloses that a light control element may be formed on the solar cell vehicle interior electrode of the solar cell roof glass and integrated as a laminated glass.
  • Patent Document 1 discloses a glass panel having a configuration in which a solar cell is arranged between an outer plate glass and an inner plate glass, and a light control glass is arranged on the inner side of the solar cell.
  • the glass panel of Patent Document 1 has a problem in that the light control glass 5 is heated by the heat of sunlight because sunlight transmitted through the light-transmitting solar cell 4 is directly applied to the light control glass 5. is there.
  • the temperature of the light control glass 5 is raised to nearly 80 to 100 ° C., and if left in this state for a long time, there is a problem that the performance of the light control glass 5 deteriorates.
  • the light control element of the light control glass 5 is a suspended particle device (SPD: Suspended Particle Device)
  • SPD suspended Particle Device
  • This invention is made
  • the solar cell sheet or solar cell element which can protect the light control sheet from the heat
  • An object of the present invention is to provide a glass panel having a glass plate.
  • the present invention can achieve the above object, and the gist thereof is as follows.
  • a solar cell element and a light control element are sequentially present from the first glass plate side.
  • the glass panel characterized by the heat reflection element interposing between the said solar cell element and the said light control element.
  • a solar cell sheet and a light control sheet are provided between the first glass plate on the sunlight incident side and the second glass plate on the sunlight transmission side from the first glass plate side.
  • the glass panel is characterized by being sequentially laminated, and a heat reflecting sheet is interposed between the solar cell sheet and the light control sheet.
  • the infrared light of sunlight that has entered through the first glass plate and the solar cell sheet is reflected toward the solar cell sheet by the heat reflecting sheet.
  • the temperature control of a light control sheet can be suppressed by protecting a light control sheet from the heat
  • One aspect of the present invention includes: between the first glass plate and the solar cell sheet; between the solar cell sheet and the heat reflective sheet; between the heat reflective sheet and the light control sheet; It is preferable that at least one intermediate film serving as an adhesive layer is interposed between the light control sheet and the second glass plate.
  • the first glass plate and the solar cell sheet are bonded by the intermediate film
  • the solar cell sheet and the heat reflective sheet are bonded by the intermediate film
  • the heat reflective sheet and the light control sheet are A glass panel having a laminated glass structure in which the light control sheet and the second glass plate are bonded by the intermediate film can be provided.
  • the thickness can be adjusted easily.
  • the main surface of the first glass plate is a three-dimensional curved surface, and is between the first glass plate and the solar cell sheet, and between the solar cell sheet and the heat reflecting sheet. It is preferable that a plurality of the intermediate films are interposed in each other.
  • irregular gaps between the first glass plate whose main surface is a three-dimensional curved surface and the substantially flat solar cell sheet are satisfactorily sealed by a plurality of intermediate films. it can. Further, by interposing a plurality of intermediate films between the solar cell sheet and the heat reflecting sheet, both surfaces of the solar cell sheet can be protected by the plurality of intermediate films.
  • a light control sheet is provided between a first glass plate on a sunlight incident side and a second glass plate on a sunlight transmission side provided with a solar cell element.
  • a heat reflecting sheet is interposed between the solar cell element of the first glass plate and the light control sheet.
  • the objective can be achieved even if the first glass plate is provided with a solar cell element, that is, the first glass plate and the solar cell element are integrated.
  • One aspect of the present invention is that between the solar cell element of the first glass plate and the heat reflecting sheet, between the heat reflecting sheet and the light control sheet, and between the light control sheet and the second light control sheet. It is preferable that one or more intermediate films serving as an adhesive layer are interposed between the glass plates.
  • a main surface of the first glass plate is a three-dimensional curved surface, and a plurality of the intermediate sheets are provided between the solar cell element and the heat reflecting sheet of the first glass plate. It is preferable that an adhesive layer of a film is interposed.
  • the thermocompression treatment with an autoclave is not necessary, so that the equipment cost can be suppressed.
  • the ethylene vinyl acetate resin copolymer does not contain a plasticizer, problems caused by the plasticizer leaked from the intermediate film, for example, the plasticizer enters the light control layer of the light control sheet and The problem of deteriorating does not occur.
  • the glass panel is a roof glass panel for an automobile, the first glass plate is disposed outside the automobile, and the second glass plate is disposed inside the automobile. It is preferable.
  • the present invention can be suitably used for an automotive roof glass panel.
  • the glass panel which has a glass plate provided with the solar cell sheet or solar cell element which can protect the light control sheet from the heat
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a glass panel 10 of a first embodiment applied to a roof glass panel for an automobile.
  • FIG. 2 is an assembled perspective view of the glass panel 10 in which the members constituting the glass panel 10 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a longitudinal section of the glass panel 10 shown in FIG.
  • the glass panel 10 is mainly composed of an outer glass (first glass plate) 12 on the sunlight incident side, a light-transmitting solar cell sheet 14, a heat reflecting sheet 16, a light control sheet 18, And an inner plate glass (second glass plate) 20 on the sunlight transmitting side.
  • the glass panel 10 includes two light transmissive intermediate films 22 constituting an adhesive layer between the outer glass 12 and the solar cell sheet 14, and the solar cell sheet 14 and the heat reflecting sheet 16. In the middle, two intermediate films 22 are stacked one on top of the other. Further, one intermediate film 22 is disposed between the heat reflecting sheet 16 and the light control sheet 18, and one intermediate film 22 is also disposed between the light control sheet 18 and the inner glass sheet 20. Has been.
  • the glass panel 10 is configured as a laminated glass including the above members 12 to 20 and the six intermediate films 22, 22.
  • the outer plate glass 12 is exposed to the vehicle outer side
  • the inner plate glass 20 is exposed to the vehicle inner side.
  • the outer glass sheet 12 and the inner glass sheet 20 of the glass panel 10 may be ordinary float glass or tempered glass subjected to air cooling strengthening or chemical strengthening.
  • the thickness of the outer glass sheet 12 is 1.8 to 3.9 mm
  • the thickness of the inner glass sheet 20 is 0.5 to 2.5 mm.
  • the intermediate film 22 serving as an adhesive layer of the glass panel 10 is a polyvinyl butyral-based intermediate film (hereinafter referred to as a PVB-based intermediate film) used for laminated glass that is flexible and has excellent penetration resistance, or ethylene.
  • An intermediate film of vinyl acetate copolymer resin (hereinafter referred to as EVA-based intermediate film) can be preferably used.
  • the thickness of the glass panel 10 can be easily adjusted by stacking a plurality of intermediate films 22, 22... Having the same thickness or different thicknesses. There is an advantage of obtaining penetrability, impact resistance and scattering prevention.
  • the glass panel 10 used as a roof glass panel for an automobile has a three-dimensional curved surface in which the main surface of the outer glass 12 extends along the ceiling surface of the vehicle, so that the substrate sheet is a flat solar cell sheet 14 made of glass and the outer glass 12. Between the two, irregular gaps are generated. It is difficult to seal the gap with a single intermediate film 22, but a plurality of intermediate films 22, 22... (Two in FIGS. 2 and 3) having the same thickness or different thicknesses. The gaps can be satisfactorily sealed if they are stacked and heat-welded to form an adhesive layer. In addition to this, when a plurality of intermediate films 22, 22... (Two in FIGS. 2 and 3) are interposed between the solar cell sheet 14 and the heat reflecting sheet 16, the solar cell sheet Since both surfaces of 14 are protected by an adhesive layer formed by a plurality of intermediate films 22, 22..., Durability of the solar cell sheet 14 is improved.
  • an adhesive layer composed of a plurality of intermediate films 22, 22. Differences in thermal expansion between the outer glass sheet 12 and the solar cell sheet 14, differences in thermal expansion between the solar cell sheet 14 and the heat reflecting sheet 16, and heat reflection, which occur in the manufacturing process of the glass panel 10 and the usage environment of the glass panel 10. The difference in thermal expansion between the sheet 16 and the light control sheet 18 and the difference in thermal expansion between the light control sheet 18 and the inner glass sheet 20 can be absorbed at the interface between the plurality of intermediate films 22, 22. It is.
  • the load is applied to the cell by the intermediate film 22 having a larger amount of thermal expansion than the cell. May damage the cell.
  • the difference in thermal expansion is absorbed at the interface between the plurality of intermediate films 22, 22..., The problem of damaging the cell does not occur.
  • the adhesive layers of the plurality of intermediate films 22, 22... Exhibit a buffer function, so that the members 12 to 20 generated when the members 12 to 20 are laminated. Can prevent damage.
  • the lamination of the plurality of intermediate films 22, 22... Is easy because the plurality of intermediate films 22, 22.
  • the thickness of the intermediate film 22 is 0.1 to 1.0 mm.
  • the adhesive layer is preferably an EVA-based intermediate film having higher water resistance (less affected by water) than the PVB-based intermediate film.
  • the EVA-based interlayer film is advantageous in terms of production cost in that an autoclave is unnecessary, and has excellent adhesiveness and transparency.
  • the EVA-based intermediate film has an advantage that it has good adhesion when the outer glass sheet 12 and the inner glass sheet 20 are chemically strengthened glass, and is difficult to peel off from the outer glass sheet 12 and the inner glass sheet 20.
  • solar cell sheet Examples of the solar battery cell provided in the solar battery sheet 14 include gallium / arsenic, silicon single crystal, silicon polycrystal, amorphous silicon, CIS, and CIGS, but from the viewpoint of light transmittance, transparency such as amorphous silicon is possible.
  • a semiconductor thin film having a high thickness is suitable.
  • the amorphous silicon type solar cell sheet as the solar cell sheet 14 is formed by coating a transparent conductive film serving as an electrode on the surface of a glass substrate sheet, coating amorphous silicon on the surface of the transparent conductive film, It is manufactured by coating a transparent conductive film as a counter electrode on the surface of the film.
  • the thickness of the solar cell sheet 14 is 0.1 to 1.5 mm.
  • heat reflecting sheet 16 examples include a sheet in which a transparent heat reflecting layer (for example, a metal layer such as silver) reflecting infrared rays is formed on the surface of a transparent sheet such as polyethylene terephthalate (PET). It is not limited.
  • a transparent heat reflecting layer for example, a metal layer such as silver reflecting infrared rays
  • PET polyethylene terephthalate
  • the heat reflection sheet 16 can be applied as long as it has a function of reflecting the infrared rays of sunlight and suppressing the temperature rise of the light control sheet 18.
  • a transparent sheet For example, on the surface of a transparent sheet, an oxide layer and a metal layer are alternately laminated to form a heat reflecting layer, and a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated to form a heat reflecting layer. It can also be illustrated.
  • the heat reflection layer may be opposed to the solar cell sheet 14 or may be opposed to the light control sheet 18.
  • the thickness of the heat reflecting sheet 16 is preferably 0.01 to 0.20 mm, and more preferably 0.01 to 0.15 mm.
  • a wide variety of light control sheets 18 can be used.
  • a suspended particle device (SPD) which is one of the light control sheets 18 is a droplet of several micrometers in which oriented particles are dispersed between two polyethylene terephthalate (PET) films coated with a transparent conductive layer. It arranges and orients particles by transmitting / stopping electrical signals, and controls the light transmittance between dark blue and transparent.
  • examples of the light control sheet 18 include a known one provided with an electrochromic element (light control element) between two transparent substrates, and a known one in which a liquid crystal element (light control element) is encapsulated.
  • the thickness of the light control sheet 18 is 0.2 to 0.8 mm.
  • the manufacturing method of the glass panel 10 using the EVA-based intermediate film as the intermediate film 22 does not require the thermocompression treatment by the autoclave. That is, it is manufactured by enclosing a laminated body in which the members 12 to 20 and a plurality of intermediate films 22, 22... Are enclosed in a vacuum bag, and immersed in warm water of about 90 ° C. and heated.
  • the PVB-based interlayer film has a problem that the equipment cost increases because it requires autoclaving.
  • the plasticizer leaked from the PVB-based intermediate film enters the light control layer (light control element) of the light control sheet 18 and degrades the inside of the light control layer. There is.
  • the EVA-based interlayer film does not require an autoclave treatment, so that the equipment cost can be suppressed, and since it does not contain a plasticizer, there is an advantage that the above problem due to the plasticizer does not occur.
  • the EVA-based intermediate film uses a suspended particle device (SPD) having low durability in a high temperature range as the light control sheet 18. There are advantages you can do.
  • SPD suspended particle device
  • the heat reflecting sheet 16 is interposed between the solar cell sheet 14 and the light control sheet 18. For this reason, the infrared light of the sunlight which entered through the outer glass 12 and the solar cell sheet 14 is reflected toward the solar cell sheet 14 by the heat reflection sheet 16. Thereby, according to the glass panel 10 of 1st Embodiment, the temperature control (for example, 10-20 degreeC) of the light control sheet 18 can be suppressed by protecting the light control sheet 18 from the heat
  • the temperature control for example, 10-20 degreeC
  • the glass panel 10 of 1st Embodiment is between the outer glass 12 and the solar cell sheet 14, between the solar cell sheet 14 and the heat reflection sheet 16, and between the heat reflection sheet 16 and the light control sheet 18.
  • One or more intermediate films 22 are respectively interposed between the light control sheet 18 and the inner glass sheet 20.
  • the outer glass 12 and the solar cell sheet 14 are adhere
  • a glass panel having a laminated glass structure in which the heat reflecting sheet 16 and the light control sheet 18 are bonded by the intermediate film 22 and the light control sheet 18 and the inner glass sheet 20 are bonded by the intermediate film 22 can be provided.
  • FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a longitudinal section of the glass panel 30 of the second embodiment.
  • the same members as those of the glass panel 10 shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and descriptions including the effects thereof are also omitted.
  • the glass panel 30 shown in FIG. 4 does not include the solar cell sheet 14 but is provided with the solar cell element 32 integrally on the inner surface of the outer glass 12. That is, in the glass panel 30, the heat reflecting sheet 16 is interposed between the solar cell element 32 of the outer glass sheet 12 and the light control sheet 18. Even if it is such a glass panel 30, the effect similar to the glass panel 10 can be acquired.
  • the glass panel 30 between the solar cell element 32 and the heat
  • One or more intermediate films 22 are interposed between the sheet 18 and the inner glass plate 20, respectively.
  • the effect of the intermediate film 22 is the same as that of the glass panel 10.
  • the solar cell element 32 include gallium arsenide, silicon single crystal, silicon polycrystal, amorphous silicon, CIS, and CIGS. From the viewpoint of light transmittance, a highly transparent semiconductor thin film such as amorphous silicon. Is preferred.
  • the glass panel 10 applied to the roof glass panel for automobiles is exemplified as the glass panel of the present invention, but the present invention is not limited to this.
  • the glass panel of the present invention is also applicable to window glass of buildings, window glass of aircraft, railway vehicles, ships, etc., and glass panels installed as fences in daylighting positions such as corridors, balconies, and verandas of buildings. can do.
  • the outer glass plate 12 is arranged on the sunlight incident side
  • the inner glass plate 20 is arranged on the sunlight transmitting side.
  • SYMBOLS 10 Glass panel, 12 ... Outer glass, 14 ... Solar cell sheet, 16 ... Heat reflection sheet, 18 ... Light control sheet, 20 ... Inner plate glass, 22 ... Intermediate film, 30 ... Glass panel, 32 ... Solar cell element

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Abstract

　太陽光の熱から調光シートを保護して調光シートの昇温を抑制できる太陽電池素子が備えられたガラス板を有するガラスパネルを提供する。　太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に、前記第１のガラス板側から太陽電池素子と調光素子とが順次存在し、かつ、前記太陽電池素子と前記調光素子との間には、熱反射素子が介在されていることを特徴とするガラスパネル。

Description

ガラスパネル
　本発明は、太陽電池シートと調光シートとを備えたガラスパネル、及び太陽電池素子が備えられたガラス板と調光シートとを備えたガラスパネルに関する。
　特許文献１には、調光ガラスと太陽電池とを備えた自動車用ルーフガラスパネル（以下、ガラスパネルという。）が開示されている。
　特許文献１のガラスパネルは、光透過性の太陽電池ルーフガラスの車内側の面に調光ガラスが貼着されて構成されている。このガラスパネルによれば、車外側に配置された前記太陽電池ルーフガラスに太陽光が入射すると起電力が発生し、その電力が調光ガラスに供給されて、調光ガラスの光透過率が低下する。
　前記太陽電池ルーフガラスは、車内側に位置する内板ガラスの上面に、第一の透明導電膜、アモルファスシリコン層、及び第二の透明導電層が順次積層され、この第二の透明導電層の上面に、車外側に位置する外板ガラスが、ポリビニルブチラール系の中間膜を介して一体化された合わせガラスである。
　前記調光ガラスは、透明導電膜を有する２枚のガラス板を、前記透明導電膜が対向するように配置するとともに、２枚のガラス板の間にエレクトロクロミック素子（調光素子）を介在させることによって構成される。
　また、特許文献１には、前記太陽電池ルーフガラスの、太陽電池の車内側電極に、調光素子を形成し、合わせガラスとして一体化してもよいことが開示されている。
　すなわち、特許文献１には、外板ガラスと内板ガラスとの間に太陽電池が配置され、この太陽電池の車内側に調光ガラスが配置された構成のガラスパネルが開示されている。
　特許文献１のガラスパネルの構成を、図を用いて説明すると、図５のガラスパネル１の各部材を離間して示した断面図の如く、外板ガラス２と内板ガラス３との間に太陽電池４が配置され、太陽電池４の車内側に調光ガラス５が配置されている。
実開平２－３８２１０号公開全文明細書
　しかしながら、特許文献１のガラスパネルは、光透過性の太陽電池４を透過した太陽光が調光ガラス５に直接照射されるため、調光ガラス５が太陽光の熱によって昇温するという問題がある。特に、盛夏時においては、調光ガラス５の温度が８０～１００℃近くまで昇温し、この状態で長時間放置しておくと、調光ガラス５の性能が低下するという問題があった。また、特に、調光ガラス５の調光素子が懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ：Suspended Particle Device）の場合には、懸濁粒子デバイスの耐久上限温度が９０～１００℃程度であるため、性能が早期に低下するおそれがあった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、太陽光の熱から調光シートを保護して調光シートの昇温を抑制することができる太陽電池シート又は太陽電池素子が備えられたガラス板を有するガラスパネルを提供することを目的とする。
　本発明は、前記目的を達成し得るものであり、以下を要旨とする。
　本発明は、太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に、前記第１のガラス板側から太陽電池素子と調光素子とが順次存在し、かつ、前記太陽電池素子と前記調光素子との間に熱反射素子が介在されていることを特徴とするガラスパネルにある。
　本発明の一態様は、太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に、前記第１のガラス板側から太陽電池シートと調光シートとが順次積層されており、前記太陽電池シートと前記調光シートとの間に熱反射シートが介在されていることを特徴とするガラスパネルにある。
　本発明の一態様によれば、第１のガラス板及び太陽電池シートを介して入射した太陽光の赤外光は、熱反射シートによって前記太陽電池シートに向けて反射される。これにより、本発明の一態様によれば、太陽光の熱から調光シートを保護して調光シートの昇温を抑制できる。
　本発明の一態様は、前記第１のガラス板と前記太陽電池シートとの間、前記太陽電池シートと前記熱反射シートとの間、前記熱反射シートと前記調光シートとの間、及び前記調光シートと前記第２のガラス板との間には、接着層となる１枚以上の中間膜がそれぞれ介在されていることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、第１のガラス板と太陽電池シートとが中間膜によって接着され、太陽電池シートと熱反射シートとが中間膜によって接着され、熱反射シートと調光シートとが中間膜によって接着され、調光シートと第２のガラス板とが中間膜によって接着された合わせガラス構成のガラスパネルを提供できる。また、それぞれの部材（第１のガラス板、太陽電池シート、熱反射シート、調光シート、及び第２のガラス板）同士の間に介在させる中間膜の枚数を調整することによって、ガラスパネルの厚さを容易に調整できる。
　本発明の一態様は、前記第１のガラス板の主面は三次元曲面であり、前記第１のガラス板と前記太陽電池シートとの間、前記太陽電池シートと前記熱反射シートとの間には、複数枚の前記中間膜が介在されていることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、主面が三次元曲面の第１のガラス板と略平坦な太陽電池シートとの間の不規則な間隔の隙間を、複数枚の中間膜によって良好に封止できる。また、太陽電池シートと熱反射シートとの間にも複数枚の中間膜を介在させることによって、太陽電池シートの両面を複数枚の中間膜によって保護できる。
　本発明の一態様は、前記目的を達成するために、太陽電池素子が備えられた太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に調光シートが介在されており、前記第１のガラス板の前記太陽電池素子と前記調光シートとの間に熱反射シートが介在されていることを特徴とするガラスパネルにある。
　本発明の一態様によれば、第１のガラス板に太陽電池素子が備えられた形態、すなわち、第１のガラス板と太陽電池素子とが一体化された形態であっても、本発明の目的を達成できる。
　本発明の一態様は、前記第１のガラス板の前記太陽電池素子と前記熱反射シートとの間、前記熱反射シートと前記調光シートとの間、及び前記調光シートと前記第２のガラス板との間には、接着層となる１枚以上の中間膜がそれぞれ介在されていることが好ましい。
　本発明の一態様は、前記第１のガラス板の主面は三次元曲面であり、前記第１のガラス板の前記太陽電池素子と前記熱反射シートとの間には、複数枚の前記中間膜による接着層が介在されていることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、中間膜として、特に、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂から形成された膜を使用すると、オートクレーブによる加熱圧着処理が不要なので、設備コストを抑えることができる。また、エチレン酢酸ビニル樹脂共重合体は可塑剤を含まないため、中間膜から漏出した可塑剤に起因する問題、例えば、調光シートの調光層に可塑剤が浸入して調光層内部を劣化させるという問題は発生しない。
　本発明の一態様は、前記ガラスパネルは、自動車用ルーフガラスパネルであり、前記第１のガラス板が自動車の車外側に配置され、前記第２のガラス板が前記自動車の車内側に配置されることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、自動車用ルーフガラスパネルに好適に利用できる。
　本発明によれば、太陽光の熱から調光シートを保護して調光シートの昇温を抑制することができる太陽電池シート又は太陽電池素子が備えられたガラス板を有するガラスパネルを提供できる。
第１の実施の形態のガラスパネルの全体斜視図 図１に示したガラスパネルの組み立て斜視図 図２に示したガラスパネルの縦断面を模式的に示した説明図 第２の実施の形態のガラスパネルの縦断面を模式的に示した説明図 従来のガラスパネルの縦断面を模式的に示した説明図
　以下、添付図面に従って本発明に係るガラスパネルの好ましい実施の形態について説明する。
　図１は、自動車用ルーフガラスパネルに適用された第１の実施の形態のガラスパネル１０の全体斜視図である。図２は、図１に示したガラスパネル１０を構成する各部材を離間して示したガラスパネル１０の組み立て斜視図である。図３は、図２に示したガラスパネル１０の縦断面を模式的に示した説明図である。
　まず、ガラスパネル１０の基本構成について説明する。
　〔ガラスパネルの基本構成〕
　図２、図３に示すようにガラスパネル１０は、主として太陽光入射側の外板ガラス（第１のガラス板）１２、光透過性の太陽電池シート１４、熱反射シート１６、調光シート１８、及び太陽光透過側の内板ガラス（第２のガラス板）２０から構成される。
　また、ガラスパネル１０は、外板ガラス１２と太陽電池シート１４との間に、接着層を構成する光透過性の中間膜２２が２枚重ねられるとともに、太陽電池シート１４と熱反射シート１６との間にも、中間膜２２が２枚重ねられて配置されている。更に、熱反射シート１６と調光シート１８との間には、１枚の中間膜２２が配置されるとともに、調光シート１８と内板ガラス２０との間にも１枚の中間膜２２が配置されている。
　すなわち、ガラスパネル１０は、上記各部材１２～２０と６枚の中間膜２２、２２…とを備えた合わせガラスとして構成される。なお、ガラスパネル１０が、不図示の車両のルーフ用開口部に組み付けられた際には、外板ガラス１２が車外側に露出し、内板ガラス２０が車内側に露出する。
　〔外板ガラス、内板ガラス〕
　ガラスパネル１０の外板ガラス１２及び内板ガラス２０としては、通常のフロートガラスであっても、風冷強化又は化学強化が施された強化ガラスであってもよい。一例として外板ガラス１２の厚さは１．８～３．９ｍｍであり、内板ガラス２０の厚さは０．５～２．５ｍｍである。
　〔中間膜〕
　ガラスパネル１０の接着層となる中間膜２２としては、可撓性であり、耐貫通性に優れた合わせガラスに使われるポリビニルブチラール系の中間膜（以下、ＰＶＢ系中間膜という。）、又はエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂の中間膜（以下、ＥＶＡ系中間膜という。）が好ましく使用できる。
　中間膜２２は、各種厚さが揃っているため、厚さが同一又は厚さが異なる複数枚の中間膜２２、２２…を重ねることによって、ガラスパネル１０の厚さを容易に調整でき、耐貫通性、耐衝撃性及び飛散防止性を得る利点がある。
　特に、自動車用ルーフガラスパネルとして用いられるガラスパネル１０は、外板ガラス１２の主面が車両の天井面に沿った三次元曲面なので、基板シートがガラス製の平坦な太陽電池シート１４と外板ガラス１２との間には、不規則な間隔の隙間が発生する。その隙間を封止するには、１枚の中間膜２２では困難であるが、厚さが同一又は厚さが異なる複数枚の中間膜２２、２２…（図２、図３では２枚）を重ね、これらを加熱溶着して接着層を形成すれば前記隙間を良好に封止できる。これに併せて、太陽電池シート１４と熱反射シート１６との間にも複数枚の中間膜２２、２２…（図２、図３では２枚）を介在させて接着層とすると、太陽電池シート１４の両面が複数枚の中間膜２２、２２…による接着層によって保護されるので、太陽電池シート１４の耐久性が向上する。
　また、別の理由から、外板ガラス１２と太陽電池シート１４との間、太陽電池シート１４と熱反射シート１６との間、熱反射シート１６と調光シート１８との間、及び調光シート１８と内板ガラス２０との間に、複数枚の中間膜２２、２２…による接着層をそれぞれ介在させることが好ましい。ガラスパネル１０の製造過程、及びガラスパネル１０の使用環境で生じる、外板ガラス１２と太陽電池シート１４の熱膨張量の差、太陽電池シート１４と熱反射シート１６の熱膨張量の差、熱反射シート１６と調光シート１８の熱膨張量の差、及び調光シート１８と内板ガラス２０の熱膨張量の差を、接着層になる複数枚の中間膜２２、２２…の界面で吸収できるからである。
　中間膜２２による接着層の表面と、例えば太陽電池シート１４の太陽電池セルとの界面で、熱膨張量の差を吸収しようとすると、セルよりも熱膨張量の大きい中間膜２２によってセルに負荷がかかり、セルを損傷させるおそれがある。実施の形態では、熱膨張量の差を複数枚の中間膜２２、２２…の界面で吸収するため、セルを損傷させるような問題は生じない。
　更に、ガラスパネル１０の各部材１２～２０の積層時に、複数枚の中間膜２２、２２…の接着層が緩衝機能を発揮するので、各部材１２～２０の積層時に発生する各部材１２～２０の損傷を防止できる。複数枚の中間膜２２、２２…の積層作業は、複数枚の中間膜２２、２２…を単に重ねるだけなので容易である。一例として、中間膜２２の厚さは０．１～１．０ｍｍである。
　なお、ガラスパネル１０の小口が露出する場合は、接着層はＰＶＢ系中間膜よりも耐水性の高い（水の影響が少ない）ＥＶＡ系中間膜が好ましい。また、ＥＶＡ系中間膜はオートクレーブが不要である点で製造コスト的に有利であり、優れた接着性、透明性を有する。更に、ＥＶＡ系中間膜は、外板ガラス１２及び内板ガラス２０が化学強化ガラスの場合に接着性がよく、外板ガラス１２及び内板ガラス２０に対して剥がれ難いという利点がある。
　〔太陽電池シート〕
　太陽電池シート１４に備えられる太陽電池セルとしては、ガリウム・ヒ素、シリコン単結晶、シリコン多結晶、アモルファスシリコン、ＣＩＳ、ＣＩＧＳを例示できるが、光透過性の観点から、アモルファスシリコンのような透明性の高い半導体薄膜が好適である。
　太陽電池シート１４としてのアモルファスシリコン型の太陽電池シートは、ガラス製の基板シートの表面に電極となる透明導電膜をコーティングし、その透明導電膜の表面にアモルファスシリコンをコーティングし、更に、アモルファスシリコンの表面に対極となる透明導電膜をコーティングすることによって製造される。一例として、太陽電池シート１４の厚さは、０．１～１．５ｍｍである。
　〔熱反射シート〕
　熱反射シート１６としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明シートの表面に、赤外線を反射する透明の熱反射層（例えば、銀等の金属層）が形成されたシートを例示できるが、これに限定されるものではない。
　すなわち、熱反射シート１６は、太陽光線の赤外線を反射して、調光シート１８の昇温を抑制する機能を備えたものであれば適用できる。例えば、透明シートの表面に、酸化物層と金属層とを交互に積層して熱反射層を形成したもの、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層して熱反射層を形成したものも例示できる。前記熱反射層は、太陽電池シート１４に対向されていてもよく、調光シート１８に対向されていてもよい。
　また、前記熱反射層による赤外線の反射率は、高ければ高いほど好ましいが、通常の熱反射率は４０～５０％程度である。この程度の熱反射率であっても、調光シート１８の昇温を十分に抑制できる。一例として熱反射シート１６の厚さは、０．０１～０．２０ｍｍが好ましく、０．０１～０．１５ｍｍがより好ましい。
　〔調光シート〕
　調光シート１８としては多種多用のものが使用可能である。調光シート１８の一つである懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）は、透明導電層をコーティングした２枚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの間に、配向粒子を分散させた数マイクロメータの液滴を配置し、電気信号の発信／停止によって粒子を配向させ、濃青色と透明との間で光の透過率を制御するものである。
　また、調光シート１８として、２枚の透明基板の間に、エレクロトクロミック素子（調光素子）を備えた公知のもの、液晶素子（調光素子）を封入した公知のものも例示できる。一例として調光シート１８の厚さは、０．２～０．８ｍｍである。
　〔ガラスパネルの製造方法〕
　中間膜２２としてＰＶＢ系中間膜を使用したガラスパネル１０の製造方法は、各部材１２～２０と複数枚の中間膜２２、２２…とを積層した積層体を、真空バッグ内に封入し、１３０℃前後で予備加熱する。この後、予備加熱された前記積層体を、周知のオートクレーブを用いて１００～１５０℃に加熱しながら加圧する。これによって、ＰＶＢ系中間膜を使用したガラスパネル１０が製造される。
　一方、中間膜２２としてＥＶＡ系中間膜を使用したガラスパネル１０の製造方法は、前記オートクレーブによる加熱圧着処理が不要である。すなわち、各部材１２～２０と複数枚の中間膜２２、２２…とを積層した積層体を真空バッグ内に封入し、例えば９０℃程度の温水中に浸漬して加熱することにより製造される。
　ＰＶＢ系中間膜は、オートクレーブ処理が必要であることから、設備コストが増大するという問題がある。また、ＰＶＢには可塑剤が含まれているため、ＰＶＢ系中間膜から漏出した可塑剤が、調光シート１８の調光層（調光素子）に浸入して調光層内部を劣化させる場合がある。
　これに対して、ＥＶＡ系中間膜は、オートクレーブ処理が不要なので設備コストを抑えることができ、また、可塑剤を含まないため、可塑剤による前記問題も発生しないという利点がある。以上の理由から、中間膜２２としてはＥＶＡ系中間膜を使用することが好ましい。
　更に、ＥＶＡ系中間膜は、ガラスパネル１０の製造時における加熱温度の上限が１００℃程度であるため、調光シート１８として、高温域での耐久性が低い懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）を使用できる利点がある。
　次に、第１の実施の形態のガラスパネル１０の主たる特徴について説明する。
　〔ガラスパネルの特徴〕
　第１の実施の形態のガラスパネル１０は、太陽電池シート１４と調光シート１８との間に熱反射シート１６が介在されている。このため、外板ガラス１２、及び太陽電池シート１４を介して入射した太陽光の赤外光は、熱反射シート１６によって太陽電池シート１４に向けて反射される。これにより、第１の実施の形態のガラスパネル１０によれば、太陽光の熱から調光シート１８を保護して調光シート１８の昇温（たとえば、１０～２０℃）を抑制できる。
　また、第１の実施の形態のガラスパネル１０は、外板ガラス１２と太陽電池シート１４との間、太陽電池シート１４と熱反射シート１６との間、熱反射シート１６と調光シート１８との間、及び調光シート１８と内板ガラス２０との間に、１枚以上の中間膜２２がそれぞれ介在されている。
　これにより、第１の実施の形態のガラスパネル１０によれば、外板ガラス１２と太陽電池シート１４とが中間膜２２によって接着され、太陽電池シート１４と熱反射シート１６とが中間膜２２によって接着され、熱反射シート１６と調光シート１８とが中間膜２２によって接着され、調光シート１８と内板ガラス２０とが中間膜２２によって接着された合わせガラス構成のガラスパネルを提供できる。
　図４は、第２の実施の形態のガラスパネル３０の縦断面を模式的に示した説明図である。なお、ガラスパネル３０を説明するに当たり、図１から図３に示したガラスパネル１０と同一の部材については同一の符号を付し、その効果を含む説明も省略する。
　図４に示すガラスパネル３０は、太陽電池シート１４を備えておらず、外板ガラス１２の車内側面に太陽電池素子３２が一体的に備えられたものである。すなわち、ガラスパネル３０は、外板ガラス１２の太陽電池素子３２と調光シート１８との間に熱反射シート１６が介在されているものである。このようなガラスパネル３０であっても、ガラスパネル１０と同様の効果を得ることができる。
　また、ガラスパネル３０によれば、主面が三次元曲面である外板ガラス１２の太陽電池素子３２と熱反射シート１６との間、熱反射シート１６と調光シート１８との間、及び調光シート１８と内板ガラス２０との間には、１枚以上の中間膜２２がそれぞれ介在されている。この中間膜２２の効果もガラスパネル１０と同様である。また、太陽電池素子３２としては、ガリウム・ヒ素、シリコン単結晶、シリコン多結晶、アモルファスシリコン、ＣＩＳ、ＣＩＧＳを例示できるが、光透過性の観点から、アモルファスシリコンのような透明性の高い半導体薄膜が好適である。
　上記実施の形態では、本発明のガラスパネルとして、自動車用ルーフガラスパネルに適用されたガラスパネル１０を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明のガラスパネルは、建築物の窓ガラス、航空機、鉄道車両、船舶等の窓ガラス、及び建築物の廊下、バルコニー、ベランダ等の採光位置にフェンスとして設置されるガラスパネルにも適用することができる。この場合、外板ガラス１２を太陽光入射側に配置し、内板ガラス２０を太陽光透過側に配置する。
　なお、２０１３年２月１８日に出願された日本特許出願２０１３－０２９０９７号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
　１０…ガラスパネル、１２…外板ガラス、１４…太陽電池シート、１６…熱反射シート、１８…調光シート、２０…内板ガラス、２２…中間膜、３０…ガラスパネル、３２…太陽電池素子

Claims (9)

  1. 　太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に、前記第１のガラス板側から太陽電池素子と調光素子とが順次存在し、かつ、前記太陽電池素子と前記調光素子との間に熱反射素子が介在されていることを特徴とするガラスパネル。
  2. 　太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に、前記第１のガラス板側から太陽電池シートと調光シートとが順次積層されており、かつ、前記太陽電池シートと前記調光シートとの間に熱反射シートが介在されていることを請求項１に記載のガラスパネル。
  3. 　前記第１のガラス板と前記太陽電池シートとの間、前記太陽電池シートと前記熱反射シートとの間、前記熱反射シートと前記調光シートとの間、及び前記調光シートと前記第２のガラス板との間には、接着層となる１枚以上の中間膜がそれぞれ介在されている請求項２に記載のガラスパネル。
  4. 　前記第１のガラス板の主面は三次元曲面であり、
    　前記第１のガラス板と前記太陽電池シートとの間、前記太陽電池シートと前記熱反射シートとの間には、複数枚の前記中間膜が介在されている請求項３に記載のガラスパネル。
  5. 　太陽電池素子が備えられた太陽光入射側の第１のガラス板と太陽光透過側の第２のガラス板との間に調光シートが介在されており、かつ、前記第１のガラス板の前記太陽電池素子と前記調光シートとの間に熱反射シートが介在されている請求項１に記載のガラスパネル。
  6. 　前記第１のガラス板の前記太陽電池素子と前記熱反射シートとの間、前記熱反射シートと前記調光シートとの間、及び前記調光シートと前記第２のガラス板との間には、接着層となる１枚以上の中間膜がそれぞれ介在されている請求項５に記載のガラスパネル。
  7. 　前記第１のガラス板の主面は三次元曲面であり、
    　前記第１のガラス板の前記太陽電池素子と前記熱反射シートとの間には、複数枚の前記中間膜が介在されている請求項６に記載のガラスパネル。
  8. 　前記中間膜は、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂である請求項３、４、６又は７に記載のガラスパネル。
  9. 　前記ガラスパネルは、自動車用ルーフガラスパネルであり、前記第１のガラス板が自動車の車外側に配置され、前記第２のガラス板が前記自動車の車内側に配置される請求項１から８のいずれか１項に記載のガラスパネル。
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