JP2007027271A - Solar power generation module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar power generation module that can utilize the power generation of ultraviolet rays effectively, suppresses the deterioration of each member, has a long power generation lifetime, and requires low maintenance costs. <P>SOLUTION: A laminar solar battery cell 13 is adhered to the rear side of a transparent glass substrate 11 arranged at the front side where solar light enters via an adhesive polymer layer 12. Ce<SP>3+</SP>is doped into the glass substrate 11 as a photoactive ion 15 as an ultraviolet ray-visible light conversion substance. Ultraviolet rays are absorbed by the photoactive ion 15 in the glass substrate 11 to output visible light, thus preventing the adhesive polymer layer 12 from being exposed to ultraviolet rays and suppressing deterioration. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は太陽光発電モジュールに関し、さらに詳しくは、紫外光を発電に有効利用できると共に、紫外光による部材の劣化を抑制できる太陽光発電モジュールに関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation module, and more particularly to a photovoltaic power generation module that can effectively use ultraviolet light for power generation and can suppress deterioration of members due to ultraviolet light.

太陽光発電モジュールとしては、両面に電極を設けた複数の太陽電池素子（光電変換層）を直列に接続し、これら光電変換層をバックフィルムに貼り付け、前面側にガラス板を配置したものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。このような太陽光発電モジュールの構造としては、スーパーストレート型、サブストレート型、ガラスパッケージ型が知られている（例えば、非特許文献２及び非特許文献３参照）。この他の太陽光発電モジュールとしては、色素増感太陽電池モジュール、有機半導体薄膜太陽電池モジュール等がある。   As a photovoltaic power generation module, a plurality of solar cell elements (photoelectric conversion layers) provided with electrodes on both sides are connected in series, these photoelectric conversion layers are attached to a back film, and a glass plate is arranged on the front side. It is known (for example, refer nonpatent literature 1). As a structure of such a photovoltaic power generation module, a super straight type, a substrate type, and a glass package type are known (see, for example, Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3). Other solar power generation modules include a dye-sensitized solar cell module and an organic semiconductor thin film solar cell module.

しかしながら、上述した各種の太陽光発電モジュールでは、紫外線により劣化する部分が存在するため、その劣化を避けるために紫外線を除去する方策が考えられている。   However, in the various photovoltaic power generation modules described above, there is a portion that deteriorates due to ultraviolet rays, and therefore, measures for removing ultraviolet rays have been considered in order to avoid the deterioration.

上記したスーパーストレート型の太陽光発電モジュールは、前面側から順に、カバーガラス／接着充填剤（接着ポリマー）層／太陽電池層／接着ポリマー層／アルミパッケージの構造となっている。接着充填剤としては、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）などが用いられる。これらの有機樹脂の分子内結合エネルギーは太陽光中に含まれる紫外線（波長が３００〜４００ｎｍ）よりも小さい。したがって、これらの有機樹脂は紫外線によって分子が分解したり、空気中の酸素もしくは水分と反応（光化学反応）した結果、可視光領域や赤外領域における透過度が低下（失透）して太陽光発電量の低下をもたらす。このような問題を解決するには、接着充填剤などを周期的に交換したり、紫外線を遮断する方策が講じられている。   The super straight type photovoltaic power generation module described above has a structure of cover glass / adhesive filler (adhesive polymer) layer / solar cell layer / adhesive polymer layer / aluminum package in order from the front side. As the adhesive filler, EVA (ethylene vinyl acetate), PVB (polyvinyl butyral), or the like is used. The intramolecular binding energy of these organic resins is smaller than the ultraviolet rays (wavelength is 300 to 400 nm) contained in sunlight. Therefore, as a result of molecular decomposition of these organic resins by ultraviolet rays or reaction (photochemical reaction) with oxygen or moisture in the air, the transmittance in the visible light region and the infrared region is reduced (devitrification) and sunlight. Reduces power generation. In order to solve such a problem, measures have been taken to periodically replace the adhesive filler or block ultraviolet rays.

太陽電池材料としてほとんどを占めている多結晶シリコン、単結晶シリコンを用いた太陽光発電モジュールでは、シリコンの紫外線領域に対する屈折率が非常に大きく、接合面から遠い表面（キャリアが内部電場によってドリフトしない領域）近傍における吸収が大きいことから、表面反射損（４０％以上）、表面再結合損失が非常に大きく、ほとんど太陽光発電には寄与しない。   Photovoltaic modules using polycrystalline silicon and single crystal silicon, which occupy most of the solar cell materials, have a very large refractive index in the ultraviolet region of silicon, and are far from the junction surface (carriers do not drift due to the internal electric field) Since the absorption in the vicinity of (region) is large, the surface reflection loss (40% or more) and the surface recombination loss are very large and hardly contribute to solar power generation.

そこで、（イ）カバーガラス中に重金属イオン（セリウム（Ｃｅ））をドープして、Ｃｅ４＋により、具体的には、酸素イオンとＣｅ４＋イオン間の電荷移動遷移（Ｏ２−（２ｐ）Ｃｅ４＋（４ｆ））により紫外線のみを選択的に吸収して熱に変える方法、（ロ）接着ポリマー中に紫外線吸収剤の有機分子を混ぜて紫外線を吸収して熱に変える方法、（ハ）接着ポリマー中に酸化防止剤を入れて光化学反応を抑制するなどの方法が提案されている。 Therefore, (a) heavy metal ions (cerium (Ce)) are doped in the cover glass, and by Ce 4+ , specifically, charge transfer transition between oxygen ions and Ce 4+ ions (O 2− (2p) Ce 4+ (4f)), a method that selectively absorbs only ultraviolet rays and converts them into heat, (b) a method that mixes organic molecules of UV absorbers in an adhesive polymer and absorbs ultraviolet rays, and converts them into heat; Methods have been proposed in which an antioxidant is added to the polymer to suppress the photochemical reaction.

しかし、上記（ロ）及び（ハ）の方法は、いずれも有機分子を入れる方法であるため、入れた有機分子と接着ポリマーとの光化学反応が進行し最終的には劣化が起こる。又、上記（イ）の方法では有効に紫外線を遮断できるが、紫外線を発電には利用せず熱となるだけである。   However, since the methods (b) and (c) are both methods for putting organic molecules, the photochemical reaction between the put organic molecules and the adhesive polymer proceeds and eventually deterioration occurs. Further, although the method (A) can effectively block ultraviolet rays, the ultraviolet rays are not used for power generation but only become heat.

又、太陽電池材料として非晶質シリコン（α−Ｓｉ：Ｈ）を用いた太陽光発電モジュールでは、ガラス板に対してα−Ｓｉ：Ｈを接着ポリマーを介して貼り付けたスーパーストレート型と、ガラス板に直接α−Ｓｉ：Ｈを堆積させたサブストレート型のものがある。スーパーストレート型太陽光発電モジュールでは、上述したように、接着充填剤の紫外線による劣化が問題になるため紫外線対策が必要になる。一方、光起電力効果で発電を行うα−Ｓｉ：Ｈ（p-i-n構造）は、格子欠陥や非結合手が多く含まれるため電子デバイスと機能しにくいが、非結合手と水素（Ｈ）とが結合することによって相対的に欠陥密度が小さくなった結果、電子デバイスとして機能している。しかし、光誘起特性劣化現象（Ｓｔａｅｂｌｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ効果）により、光が照射されるとＳｉ−Ｈ間結合が引き離され、もとの非結合手（欠陥）の多いα−Ｓｉにもどる。その結果、太陽電池（電子デバイス）としては機能（発電）しなくなることが知られており、非晶質シリコン太陽光発電モジュールの信頼性や普及に対する大きな障壁となっている。特に、エネルギーの高い紫外線は、Ｓｉ−Ｈ間の結合を十分引き離すエネルギーを持っていることから、サブストレート型太陽光発電モジュールにおいても紫外線対策は必要になる。   Moreover, in a solar power generation module using amorphous silicon (α-Si: H) as a solar cell material, a super straight type in which α-Si: H is bonded to a glass plate via an adhesive polymer; There is a substrate type in which α-Si: H is directly deposited on a glass plate. In the super straight type photovoltaic power generation module, as described above, since the deterioration of the adhesive filler due to ultraviolet rays becomes a problem, it is necessary to take measures against ultraviolet rays. On the other hand, α-Si: H (pin structure) that generates electricity by the photovoltaic effect is difficult to function as an electronic device because it contains many lattice defects and non-bonding hands. However, non-bonding hands and hydrogen (H) exist. As a result of the relatively low defect density due to bonding, it functions as an electronic device. However, due to the light-induced property deterioration phenomenon (Staebler-Wronski effect), when irradiated with light, the Si-H bond is separated, and the original α-Si with many non-bonded hands (defects) is restored. As a result, it is known that the solar cell (electronic device) does not function (power generation), which is a great barrier to the reliability and spread of amorphous silicon photovoltaic modules. In particular, ultraviolet rays with high energy have energy that sufficiently separates the bond between Si and H. Therefore, it is necessary to take measures against ultraviolet rays even in the substrate type solar power generation module.

上記色素増感太陽光発電モジュールは、次世代の太陽電池として、低コスト、形態の自由度の高さ等の観点から注目を集めている。その構造は、導電性の透明電極を堆積させたガラス基板の透明電極の上に、電子を収集する層として多孔質のＴｉＯ２を堆積させ、多孔質のＴｉＯ２の表面に太陽光の吸収を行う色素（ルテニウム錯体）を吸着させてから正孔を収集するためのヨウ素還元系を含む電解液を注入して裏面電極をつけたガラス基板ではさみ、電解液の漏れを防ぐためにポリマー類で封止した構造である。紫外線は増感用色素の分子内結合を十分解離させるエネルギーを持っているため、紫外線による色素の分解及び劣化されやすい。さらに、電子収集用として使われる光触媒機能を併せ持つＴｉＯ２にバンドギャップエネルギー以上（３．２ｅＶ、波長３８０ｎｍ以下）の紫外線が照射されると有機物である増感色素（錯体）を分解させることも懸念される。その紫外線照射による劣化を防ぐために、ガラス基板に紫外線吸収イオンをドープさせて紫外線だけを吸収して遮断する方法や、透明電極が高反射率であることを利用して紫外線を反射させる方法などが考えられている。しかし、いずれの方法も紫外線を発電に利用せず侵入を遮断する方法である。 The dye-sensitized solar power generation module has attracted attention as a next-generation solar cell from the viewpoint of low cost and high degree of freedom in form. The structure, on the conductivity of the transparent electrode a transparent electrode of a glass substrate deposited, electrons of TiO 2 porous deposited as a layer for collecting the absorption of sunlight into the porous TiO 2 on the surface of After adsorbing the dye (ruthenium complex) to be collected, injecting an electrolyte containing an iodine reduction system to collect holes and sandwiching it with a glass substrate with a back electrode, sealed with polymers to prevent leakage of the electrolyte It is a stopped structure. Since ultraviolet rays have energy that sufficiently dissociates the intramolecular bonds of the sensitizing dye, the ultraviolet rays are easily decomposed and deteriorated. Furthermore, there is a concern that TiO 2 having a photocatalytic function used for electron collection may decompose organic sensitizing dyes (complexes) when irradiated with ultraviolet rays having a band gap energy or higher (3.2 eV, wavelength 380 nm or shorter). Is done. In order to prevent deterioration due to ultraviolet irradiation, there are a method of doping a glass substrate with ultraviolet absorbing ions to absorb and block only ultraviolet rays, a method of reflecting ultraviolet rays by utilizing the high reflectivity of the transparent electrode, etc. It is considered. However, either method is a method of blocking intrusion without using ultraviolet rays for power generation.

上記有機半導体薄膜太陽光発電モジュールは、色素増感太陽光発電モジュールと同様に、次世代の太陽電池として、低コスト、形態の自由度の高さ等の観点から注目を集めている。この有機半導体薄膜太陽光発電モジュールの構造は、ガラス基板にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を透明電極として堆積し、その上に太陽光を吸収し、キャリアの生成を行う有機半導体（フタロシアニン系）やＣ６０をハイブリッド化した構造である。しかし、紫外線よりも結合エネルギーの小さい有機分子をキャリア生成、輸送層として用いるため、これらの層に紫外線が照射された場合、紫外線照射による劣化は避けられない。この有機半導体薄膜太陽光発電モジュールでは、ＩＴＯ膜で紫外線をほとんど反射させているため、紫外線は有機半導体層までは届かないようになっている。 Similar to the dye-sensitized solar power generation module, the organic semiconductor thin-film solar power generation module has attracted attention as a next-generation solar cell from the viewpoint of low cost and high degree of freedom in form. This organic semiconductor thin-film photovoltaic module has a structure in which an ITO (Indium Tin Oxide) film is deposited on a glass substrate as a transparent electrode, absorbs sunlight on the glass substrate, generates carriers, and generates organic carriers (phthalocyanine-based). the C 60 is a hybrid structure. However, since organic molecules having a binding energy smaller than that of ultraviolet rays are used as a carrier generation and transport layer, when these layers are irradiated with ultraviolet rays, deterioration due to ultraviolet irradiation is inevitable. In this organic semiconductor thin-film photovoltaic module, since the ultraviolet rays are almost reflected by the ITO film, the ultraviolet rays do not reach the organic semiconductor layer.

上述の各種の太陽光発電モジュールでは、有機物や結合エネルギーの低い部分が紫外線により劣化することを避けるために、紫外線を発電には利用せずに除去することが行われている。   In the various types of solar power generation modules described above, in order to avoid deterioration of organic matter and a portion having low binding energy due to ultraviolet rays, the ultraviolet rays are removed without being used for power generation.

しかしながら、上述の各種太陽光発電モジュールでは、紫外線を発電に利用していないため、単位モジュール当たりの発電量が低くく、所望の発電量を得るには例えば太陽光発電モジュールの数を増やしたり、受光面積を大きくする必要があった。   However, in the above-mentioned various photovoltaic power generation modules, since ultraviolet rays are not used for power generation, the power generation amount per unit module is low, and in order to obtain a desired power generation amount, for example, the number of solar power generation modules can be increased, It was necessary to increase the light receiving area.

この他の従来技術として、太陽電池表面に配置する太陽電池カバー用シートとして、透明樹脂シート中に波長変換機能を有する蛍光物質を配合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、蛍光物質を配合するシートが樹脂製であるため、このシート自身が紫外線で劣化するという問題がある。
小長井誠編著、「薄膜太陽電池の基礎と応用」、株式会社オーム社、第１版、２００１年３月２０日、第４１頁、図２−１７ 桑野幸徳著、「太陽エネルギー光学」、株式会社培風館、１９９７年９月２０日、第２２９頁、図５．６ 高橋清、浜川圭弘、後川昭雄 編著、森川出版株式会社、１９８０年２月２０日、第３２２〜３２３頁、図１１・１〜１１・３ 特開２００１−３５２０９１（第１頁） As another conventional technique, a solar cell cover sheet disposed on the surface of a solar cell is known in which a transparent resin sheet is blended with a fluorescent material having a wavelength conversion function (see, for example, Patent Document 1). However, since the sheet | seat which mix | blends a fluorescent substance is resin, there exists a problem that this sheet | seat itself deteriorates with an ultraviolet-ray.
Edited by Makoto Konagai, "Basics and Applications of Thin Film Solar Cells", Ohm Co., Ltd., 1st Edition, March 20, 2001, page 41, Fig. 2-17 Kuwano Yukinori, “Solar Energy Optics”, Baifukan Co., Ltd., September 20, 1997, page 229, Fig. 5.6 Edited by Kiyoshi Takahashi, Akihiro Hamakawa, Akio Gokawa, Morikawa Publishing Co., Ltd., February 20, 1980, pp. 322-323, FIGS. JP 2001-352091 (first page)

そこで、本発明の目的は、紫外線を発電に有効利用できる太陽光発電モジュールを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a solar power generation module that can effectively use ultraviolet rays for power generation.

又、本発明の他の目的は、各部材の劣化を抑制して、発電寿命が長く維持コストの低い太陽光発電モジュールを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation module that suppresses deterioration of each member and has a long power generation life and low maintenance cost.

本発明の第１の特徴は、透明なガラス基板の後面側に、接着ポリマーを介して太陽電池セルが接着された太陽光発電モジュールであって、太陽電池セルの前面側に、紫外線を可視光に波長変換させる紫外線−可視光変換物質を配したことを要旨とする。   A first feature of the present invention is a solar power generation module in which solar cells are bonded to the rear surface side of a transparent glass substrate via an adhesive polymer, and ultraviolet light is visible on the front side of the solar cells. The gist is that an ultraviolet-visible light converting substance for wavelength conversion is provided.

この第１の特徴に係る発明では、紫外線−可視光変換物質が、ガラス基板中もしくは接着ポリマー中に含まれていることが好ましく、もしくはガラス基板の前面又は後面に膜状に形成されているが好ましい。   In the invention according to the first feature, the ultraviolet-visible light converting substance is preferably contained in the glass substrate or the adhesive polymer, or formed in a film shape on the front surface or the rear surface of the glass substrate. preferable.

本発明の第２の特徴は、透明なガラス基板の後面に太陽電池セルが接合された太陽光発電モジュールであって、ガラス基板中に、紫外線を可視光に波長変換させる紫外線−可視光変換物質が含まれていることを要旨とする。   A second feature of the present invention is a photovoltaic power generation module in which solar cells are bonded to the rear surface of a transparent glass substrate, and an ultraviolet-visible light converting substance that converts wavelength of ultraviolet light into visible light in the glass substrate. Is included.

本発明の第３の特徴は、透明なガラス基板の後面に太陽電池セルが接合された太陽光発電モジュールであって、ガラス基板の前面もしくは後面に、紫外線−可視光変換物質が膜状に形成されていることを要旨とする。   A third feature of the present invention is a photovoltaic power generation module in which solar cells are bonded to the rear surface of a transparent glass substrate, and an ultraviolet-visible light conversion substance is formed in a film shape on the front surface or rear surface of the glass substrate. It is a summary.

本発明によれば、紫外線を発電に有効利用して発電効率を高めることができる。   According to the present invention, it is possible to increase the power generation efficiency by effectively using ultraviolet rays for power generation.

又、本発明によれば、発電寿命が長く、維持コストの低い太陽光発電モジュールを提供できる。   Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a photovoltaic power generation module having a long power generation life and low maintenance cost.

以下、本発明の実施の形態に係る太陽光発電モジュールの詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, the details of the photovoltaic power generation module according to the embodiment of the present invention will be described based on the drawings. However, it should be noted that the drawings are schematic and the thicknesses and ratios of the material layers are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

〔第１の実施の形態〕
図１を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０について説明する。この太陽光発電モジュール１０は、所謂スーパーストレート型のモジュールである。 [First Embodiment]
A photovoltaic power generation module 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This photovoltaic power generation module 10 is a so-called super straight type module.

図１に示すように、太陽光発電モジュール１０は、太陽光が入射する前面側に配置される透明なガラス基板１１の後面側に、接着ポリマー層１２を介して層状の太陽電池セル１３が接着されて、大略構成されている。なお、太陽電池セル１３には前後面に電極が設けられているが、図１では前面側の表面電極１４のみを示す。   As shown in FIG. 1, the photovoltaic module 10 has a layered solar cell 13 bonded to a rear surface side of a transparent glass substrate 11 disposed on the front surface side where sunlight enters through an adhesive polymer layer 12. In general, it is structured. In addition, although the solar cell 13 is provided with electrodes on the front and rear surfaces, only the front surface electrode 14 is shown in FIG.

接着ポリマー層１２としては、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を用いる。なお、これらの有機樹脂の分子内結合エネルギーは太陽光中に含まれる紫外線よりも小さい。   As the adhesive polymer layer 12, EVA (ethylene vinyl acetate), PVB (polyvinyl butyral), or the like is used. In addition, the intramolecular binding energy of these organic resins is smaller than the ultraviolet rays contained in sunlight.

又、太陽電池セル１３としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、非晶質シリコン太陽電池、色素増感太陽電池、有機半導体薄膜太陽電池、化合物半導体単結晶太陽電池、化合物半導体多結晶太陽電池等各種の太陽電池セルを適用できる。   Moreover, as the solar cell 13, the single crystal silicon solar cell, the polycrystalline silicon solar cell, the amorphous silicon solar cell, the dye-sensitized solar cell, the organic semiconductor thin film solar cell, the compound semiconductor single crystal solar cell, the compound semiconductor multi-layer Various types of solar cells such as crystalline solar cells can be applied.

特に、本実施の形態では、ガラス基板１１中に、紫外線−可視光変換物質としての光活性イオン１５がドープされている。本実施の形態では、光活性イオン１５としてＣｅ３＋がドープされている。なお、Ｃｅ３＋を三価のイオンとして安定してガラス基板１１中にドープするために、ホウケイ酸ガラスの組成中に、（Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：）を配合している。又、ガラス基板１１としては、ホウケイ酸ガラスの他に、既存の酸化物ガラス、ソーダライムガラス等を用いることができる。 In particular, in the present embodiment, the glass substrate 11 is doped with photoactive ions 15 as an ultraviolet-visible light converting substance. In the present embodiment, Ce 3+ is doped as the photoactive ion 15. In addition, in order to dope Ce 3+ as trivalent ions stably into the glass substrate 11, (Gd 2 O 3 —BaO :) is blended in the composition of the borosilicate glass. Further, as the glass substrate 11, in addition to borosilicate glass, existing oxide glass, soda lime glass, or the like can be used.

Ｃｅ３＋をドープしたガラス基板１１（Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋）の特性は、下記の通りである。 The characteristics of the glass substrate 11 doped with Ce 3+ (B 2 O 3 —SiO 2 —Gd 2 O 3 —BaO: Ce 3+ ) are as follows.

形態；ガラス
吸収波長λｅｘ；２７５〜４５０ｎｍ
ピーク波長；３５０ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜５００ｎｍ
ピーク波長；４５０ｎｍ
上記Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋のほとんどの成分がカバーガラスとしてのガラス基板１１の成分と同じであり、この光活性イオン１５をドープしたものをガラス基板１１として作製すれば、材料投資、エネルギー投資を少なくすることが可能である。 Form: Glass absorption wavelength λex; 275-450 nm
Peak wavelength: 350 nm
Fluorescence wavelength λem; 400-500 nm
Peak wavelength: 450nm
Most of the components of the B 2 O 3 —SiO 2 —Gd 2 O 3 —BaO: Ce 3+ are the same as those of the glass substrate 11 as the cover glass, and the glass substrate 11 is doped with the photoactive ions 15. As a result, it is possible to reduce material investment and energy investment.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０においては、図１に示すように、発電に利用する可視光（波長帯域４００〜７００ｎｍ）と赤外領域（波長帯域７００〜１２００ｎｍ：太陽電池で発電が可能な領域）とが、通常のガラスと同様にガラス基板１１を通過し、接着ポリマー層１２を経て太陽電池セル１３に入射する。一方、紫外線（波長帯域が３００〜４００ｎｍ）は、ガラス基板１１中にドープされた光活性イオン１５に吸収され、可視光に波長変換されてから接着ポリマー層１２を通過して太陽電池セル１３に入射する。   In the photovoltaic power generation module 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, visible light (wavelength band 400 to 700 nm) and infrared region (wavelength band 700 to 1200 nm: used for power generation are generated by a solar cell). Possible region) passes through the glass substrate 11 in the same manner as ordinary glass, and enters the solar battery cell 13 through the adhesive polymer layer 12. On the other hand, ultraviolet rays (wavelength band: 300 to 400 nm) are absorbed by the photoactive ions 15 doped in the glass substrate 11, converted into visible light, and then passed through the adhesive polymer layer 12 to form solar cells 13. Incident.

上述のように、分子内結合エネルギーが紫外線よりも小さい接着ポリマー層１２には紫外線が照射されず、可視光と赤外領域の光が透過するため、紫外線による劣化は抑制される。なお、有機樹脂類を構成するＣ，Ｈ，Ｏ間の結合解離エネルギーは、可視光（波長４００以上）のエネルギーよりも大きいため、理論上、可視光による劣化は起こらない。   As described above, the adhesive polymer layer 12 having an intramolecular bond energy smaller than that of ultraviolet rays is not irradiated with ultraviolet rays, and visible light and light in the infrared region are transmitted, so that deterioration due to ultraviolet rays is suppressed. In addition, since the bond dissociation energy between C, H, and O constituting the organic resin is larger than the energy of visible light (wavelength of 400 or more), theoretically, degradation due to visible light does not occur.

上述のように本実施の形態では、接着ポリマー層１２の劣化が抑制されるため、太陽光発電モジュール１０の寿命を延ばすことができ、維持管理の負担を軽減することができる。   As described above, in this embodiment, since the deterioration of the adhesive polymer layer 12 is suppressed, the life of the photovoltaic power generation module 10 can be extended, and the maintenance burden can be reduced.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０では、紫外線を可視光に変換して発電に利用できるため、単位面積当たりの発電量を高めることができる。   In the photovoltaic power generation module 10 according to the present embodiment, since the ultraviolet rays can be converted into visible light and used for power generation, the power generation amount per unit area can be increased.

又、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０では、紫外線が光活性イオン１５で波長変換されて発せられる可視光の一部（２０％以下）がガラス基板１１の前面から空気層へ放射されるため、外観的にもカラフルなモジュール構成が可能になる。上述のように光活性イオン１５から発せられる可視光の一部が空気層へ放射されて太陽電池セル１３へ入射する可視光量が減少するが、もともと従来の太陽光発電モジュールでは紫外線が接着ポリマー層１２や太陽電池セル１３へ入射することを阻止していたため、結果的には太陽電池セル１３に入射する可視光の量は大幅に大きくなる。   In the photovoltaic power generation module 10 according to the present embodiment, a part (20% or less) of visible light emitted by converting the wavelength of ultraviolet rays by the photoactive ions 15 is radiated from the front surface of the glass substrate 11 to the air layer. Therefore, a module configuration that is colorful in appearance can be realized. As described above, a part of visible light emitted from the photoactive ions 15 is radiated to the air layer and the amount of visible light incident on the solar cell 13 is reduced. 12 and the solar cell 13 are prevented from entering, and as a result, the amount of visible light incident on the solar cell 13 is significantly increased.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０では、変換された可視光の太陽電池セル１３への入射確率（蛍光収集率）は太陽光の入射角には大きく依存せず、一定の比率（８３％以上）で太陽電池セル１３に入射するので、太陽光の入射角が大きくなり、可視光や赤外線のほとんどが反射されるときに、紫外線を可視光に変換した相対的な効果は増大する。   In the solar power generation module 10 according to the present embodiment, the incident probability (fluorescence collection rate) of the converted visible light to the solar battery cell 13 does not greatly depend on the incident angle of sunlight, and a certain ratio (83 %), The incident angle of sunlight increases, and when most of visible light and infrared light are reflected, the relative effect of converting ultraviolet light into visible light increases.

又、通常の太陽電池システムにおいては、太陽電池セルの前面に設けられた表面電極が入射する太陽光の一部を反射してしまうため、遮蔽損失となるが、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０では、光活性イオン１５が紫外線を吸収して、可視光に変換して可視光を分散させるため、例えばＩＴＯ等でなる表面電極１４同士の間の領域を通過して太陽電池セル１３に到達する光量が大きく、遮蔽損失をあまり受けない。   Further, in a normal solar battery system, the surface electrode provided on the front surface of the solar battery cell reflects a part of the incident sunlight, resulting in a shielding loss. In the power generation module 10, the photoactive ions 15 absorb ultraviolet rays, convert them into visible light, and disperse the visible light. Therefore, the photovoltaic cells 13 pass through a region between the surface electrodes 14 made of, for example, ITO or the like. The amount of light reaching the center is large and does not receive much shielding loss.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０では、地上よりも可視光や赤外線に対する紫外線の量が豊富な宇宙ではさらに紫外線−可視光変換効率が増大する。   In the photovoltaic power generation module 10 according to the present embodiment, the ultraviolet-visible light conversion efficiency is further increased in the universe where the amount of ultraviolet rays for visible light and infrared rays is more abundant than the ground.

なお、本実施の形態では、光活性イオン１５をドープしたガラス基板１１としてＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋を用いたが、他の光活性イオンを選択することにより、紫外線のみに限定せず、太陽電池の分光感度の低い領域の光を分光感度の高い領域に変換して相対的に発電量を増やすなどの応用も可能である。 In this embodiment, B 2 O 3 —SiO 2 —Gd 2 O 3 —BaO: Ce 3+ is used as the glass substrate 11 doped with the photoactive ions 15, but other photoactive ions are selected. Therefore, the present invention is not limited to only ultraviolet rays, but can be applied to relatively increase the amount of power generation by converting light in a low spectral sensitivity region of a solar cell into a high spectral sensitivity region.

〔第２の実施の形態〕
次に、図２を用いて本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電モジュール２０について説明する。なお、本実施の形態において、上記第１の実施の形態の太陽光発電モジュール１０と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, the solar power generation module 20 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same parts as those of the photovoltaic power generation module 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施の形態の太陽光発電モジュール２０は、所謂スーパーストレート型のモジュールである。図２に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール２０は、太陽光が入射する前面側に配置される透明なガラス基板１１の後面側に、接着ポリマー層１２を介して層状の太陽電池セル１３が接着されて、大略構成されている点で、上記第１の実施の形態の太陽光発電モジュール１０とほぼ同様の構成である。   The photovoltaic power generation module 20 of the present embodiment is a so-called super straight type module. As shown in FIG. 2, the photovoltaic power generation module 20 according to the present embodiment has a layered structure on the rear surface side of a transparent glass substrate 11 disposed on the front surface side where sunlight enters through an adhesive polymer layer 12. The configuration is substantially the same as that of the solar power generation module 10 of the first embodiment in that the solar cells 13 are bonded and generally configured.

なお、本実施の形態においても、太陽電池セル１３の前後面に電極が設けられているが、図示省略する。又、太陽電池セル１３としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、非晶質シリコン太陽電池、色素増感太陽電池、有機半導体薄膜太陽電池、化合物半導体単結晶太陽電池、化合物半導体多結晶太陽電池等の各種の太陽電池セルを適用できる。   In the present embodiment, electrodes are provided on the front and rear surfaces of the solar battery cell 13 but are not shown. Moreover, as the solar cell 13, the single crystal silicon solar cell, the polycrystalline silicon solar cell, the amorphous silicon solar cell, the dye-sensitized solar cell, the organic semiconductor thin film solar cell, the compound semiconductor single crystal solar cell, the compound semiconductor multi-layer Various types of solar cells such as crystalline solar cells can be applied.

本実施の形態の太陽光発電モジュール２０の特徴は、上記第１の実施の形態の太陽光発電モジュール１０が紫外線−可視光変換物質として光活性イオンをドープしているのに対して、蛍光体微粒子１６をガラス基板１１中に混ぜている点である。   The photovoltaic power generation module 20 according to the present embodiment is characterized in that the photovoltaic power generation module 10 according to the first embodiment is doped with photoactive ions as an ultraviolet-visible light conversion substance, whereas a phosphor. This is the point that the fine particles 16 are mixed in the glass substrate 11.

蛍光体微粒子１６としては、下記（Ａ）〜（Ｇ）の一般式で表される物質の微粒子を用いることができる。なお、（Ａ）は上記第１の実施の形態に係る太陽光発電モジュール１０のガラス基板１１中にも含まれるが、本実施の形態では微粒子状の蛍光体微粒子１６として混入されている。   As the phosphor fine particles 16, fine particles of a substance represented by the following general formulas (A) to (G) can be used. Although (A) is also included in the glass substrate 11 of the solar power generation module 10 according to the first embodiment, it is mixed as fine phosphor particles 16 in the present embodiment.

（Ａ）Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋
形態；ガラス
吸収波長λｅｘ；２７５〜４５０ｎｍ
ピーク波長；３５０ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜５００ｎｍ
ピーク波長；４５０ｎｍ
特徴；蛍光体のほとんどがガラス基板（カバーガラス）の成分と同じである。 (A) B 2 O 3 -SiO 2 -Gd 2 O 3 -BaO: Ce 3+
Form: Glass absorption wavelength λex; 275-450 nm
Peak wavelength: 350 nm
Fluorescence wavelength λem; 400-500 nm
Peak wavelength: 450nm
Characteristics: Most of the phosphors are the same as the components of the glass substrate (cover glass).

（Ｂ）ＣａＦ２：Ｅｕ２＋、もしくはＳｒＦ２：Ｅｕ２＋
形態；膜、微粒子、圧縮ガラス、ガラスとのコンポジット、ポリマーとのコンポジット等の形態をとり得る。 (B) CaF 2 : Eu 2+ or SrF 2 : Eu 2+
Form: It can take the form of a film, fine particles, compressed glass, a composite with glass, a composite with polymer, and the like.

吸収波長λｅｘ；３００ｎｍ以下〜４２０ｎｍ
ピーク波長；３３５ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜５００ｎｍ
ピーク波長；４２５ｎｍ
特徴；真空蒸着による薄膜堆積、微粒子の分散、コンポジット等の作製形態の自由度をもつ。光活性イオンであるＥｕはやや高価であるが、非常に高い吸収係数（強い吸収）をもっているため、少量でも紫外線吸収は可能になる（１０−５ｍｏｌ以下／ｃｍ２〜、０．５ｍｇ以下／ｃｍ２）。 Absorption wavelength λex; 300 nm or less to 420 nm
Peak wavelength: 335 nm
Fluorescence wavelength λem; 400-500 nm
Peak wavelength: 425 nm
Characteristic: It has a degree of freedom in manufacturing forms such as thin film deposition by vacuum evaporation, dispersion of fine particles, and composite. Eu, which is a photoactive ion, is slightly expensive, but has a very high absorption coefficient (strong absorption), so that it is possible to absorb ultraviolet rays even in a small amount (10 −5 mol or less / cm 2 to 0.5 mg or less / cm 2 ).

（Ｃ）ＭｇＦ２：Ｅｕ２＋
形態；膜、微粒子、圧縮ガラス、ガラスとのコンポジット、ポリマーとのコンポジット等の形態をとり得る。 (C) MgF 2 : Eu 2+
Form: It can take the form of a film, fine particles, compressed glass, a composite with glass, a composite with polymer, and the like.

吸収波長λｅｘ；３００ｎｍ〜４００ｎｍ
ピーク波長；３２０ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜５５０ｎｍ
ピーク波長；４４０ｎｍ
特徴；真空蒸着による薄膜堆積、微粒子の分散、コンポジット等の作製形態の自由度をもつ。光活性イオンであるＥｕはやや高価であるが、非常に高い吸収係数（強い吸収）をもっているため、少量でも紫外線吸収は可能になる（１０−５ｍｏｌ以下／ｃｍ２〜、０．５ｍｇ以下／ｃｍ２）。 Absorption wavelength λex; 300 nm to 400 nm
Peak wavelength: 320 nm
Fluorescence wavelength λem; 400 to 550 nm
Peak wavelength: 440 nm
Characteristic: It has a degree of freedom in manufacturing forms such as thin film deposition by vacuum evaporation, dispersion of fine particles, and composite. Eu, which is a photoactive ion, is slightly expensive, but has a very high absorption coefficient (strong absorption), so that it is possible to absorb ultraviolet rays even in a small amount (10 −5 mol or less / cm 2 to 0.5 mg or less / cm 2 ).

（Ｄ）ＳｒＯ・Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋
形態；セラミック
吸収波長λｅｘ；２００ｎｍ〜４５０ｎｍ
ピーク波長；２５４ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４５０〜６５０ｎｍ
ピーク波長；５１６ｎｍ
特徴；ガラス基板（カバーガラス）作製中に分散が可能。主成分がほとんどの酸化物ガラス類を構成する成分であるため材料投資が少なくてよい。 (D) SrO.Al 2 O 3 : Eu 2+
Form: Ceramic absorption wavelength λex; 200 nm to 450 nm
Peak wavelength: 254 nm
Fluorescence wavelength λem; 450-650 nm
Peak wavelength: 516 nm
Features: Dispersion is possible during glass substrate (cover glass) production. Since the main component is a component constituting most oxide glasses, the investment in the material may be small.

（Ｅ）１．２９（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、もしくは０．８２ＢａＯ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋
形態；セラミック
吸収波長λｅｘ；２００ｎｍ〜４００ｎｍ
ピーク波長；２５４ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜６００ｎｍ
ピーク波長；４４０ｎｍ
特徴；ガラス基板（カバーガラス）作製中に分散が可能。主成分がほとんどの酸化物ガラス類を構成する成分であるため材料投資が少なくてよい。 (E) 1.29 (Ba, Ca) O.6Al 2 O 3 : Eu 2+ , or 0.82BaO · 6Al 2 O 3 : Eu 2+
Form: Ceramic absorption wavelength λex; 200 nm to 400 nm
Peak wavelength: 254 nm
Fluorescence wavelength λem; 400-600 nm
Peak wavelength: 440 nm
Features: Dispersion is possible during glass substrate (cover glass) production. Since the main component is a component constituting most oxide glasses, the investment in the material may be small.

（Ｆ）ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋
形態；セラミック
吸収波長λｅｘ；２００ｎｍ〜４００ｎｍ
ピーク波長；２５４ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜６００ｎｍ
ピーク波長；４４０ｎｍ
特徴；ガラス基板（カバーガラス）作製中に分散が可能。主成分がほとんどの酸化物ガラス類を構成する成分であるため材料投資が少なくてよい。 (F) BaAl 2 O 4 : Eu 2+
Form: Ceramic absorption wavelength λex; 200 nm to 400 nm
Peak wavelength: 254 nm
Fluorescence wavelength λem; 400-600 nm
Peak wavelength: 440 nm
Features: Dispersion is possible during glass substrate (cover glass) production. Since the main component is a component constituting most oxide glasses, the investment in the material may be small.

（Ｇ）ＭｇＦ２：Ｙｂ２＋
形態；膜、微粒子、圧縮ガラス、ガラスとのコンポジット、ポリマーとのコンポジット等の形態をとり得る。 (G) MgF 2 : Yb 2+
Form: It can take the form of a film, fine particles, compressed glass, a composite with glass, a composite with polymer, and the like.

吸収波長λｅｘ；２００ｎｍ〜４２０ｎｍ
ピーク波長；３３５ｎｍ
蛍光波長λｅｍ；４００〜６００ｎｍ
ピーク波長；４４０ｎｍ
特徴；真空蒸着による薄膜堆積、微粒子の分散、コンポジット等の作製形態の自由度をもつ。光活性イオンであるＹｂはＥｕに比べるとかなり安価である。 Absorption wavelength λex; 200 nm to 420 nm
Peak wavelength: 335 nm
Fluorescence wavelength λem; 400-600 nm
Peak wavelength: 440 nm
Characteristic: It has a degree of freedom in manufacturing forms such as thin film deposition by vacuum evaporation, dispersion of fine particles, and composite. Yb which is a photoactive ion is considerably cheaper than Eu.

この第２の実施の形態に係る太陽光発電モジュール２０においても、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。   Also in the solar power generation module 20 according to the second embodiment, it is possible to obtain the same operations and effects as those in the first embodiment.

〔第３の実施の形態〕
次に、図３を用いて本発明の第３の実施の形態に係る太陽光発電モジュール３０について説明する。なお、本実施の形態において、図１に示す上記第１の実施の形態の太陽光発電モジュール１０と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。 [Third Embodiment]
Next, a solar power generation module 30 according to a third embodiment of the present invention will be described using FIG. In the present embodiment, the same parts as those of the photovoltaic power generation module 10 of the first embodiment shown in FIG.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール３０は、所謂スーパーストレート型のモジュールである。図３に示すように、太陽光発電モジュール３０は、太陽光が入射する透明なガラス基板１１の前面側に無機蛍光膜１７が形成され、ガラス基板１１の後面側に、接着ポリマー層１２を介して層状の太陽電池セル１３が接着されて、大略構成されている。なお、図示しないが、本実施の形態においても、太陽電池セル１３の前後面に電極が設けられている。又、太陽電池セル１３としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、非晶質シリコン太陽電池、色素増感太陽電池、有機半導体薄膜太陽電池、化合物半導体単結晶太陽電池、化合物半導体多結晶太陽電池等の各種の太陽電池セルを適用できる。   The photovoltaic power generation module 30 according to the present embodiment is a so-called super straight type module. As shown in FIG. 3, the photovoltaic module 30 includes an inorganic fluorescent film 17 formed on the front side of a transparent glass substrate 11 on which sunlight enters, and an adhesive polymer layer 12 on the rear side of the glass substrate 11. Layered solar cells 13 are bonded to each other and are roughly configured. Although not shown, electrodes are provided on the front and rear surfaces of the solar battery cell 13 also in the present embodiment. Moreover, as the solar cell 13, the single crystal silicon solar cell, the polycrystalline silicon solar cell, the amorphous silicon solar cell, the dye-sensitized solar cell, the organic semiconductor thin film solar cell, the compound semiconductor single crystal solar cell, the compound semiconductor multi-layer Various types of solar cells such as crystalline solar cells can be applied.

上記無機蛍光膜１７は、上記第２の実施の形態において列挙した（Ａ）〜（Ｇ）、すなわち、（Ａ）Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋、（Ｂ）ＣａＦ２：Ｅｕ２＋もしくはＳｒＦ２：Ｅｕ２＋、（Ｃ）ＭｇＦ２：Ｅｕ２＋、（Ｄ）ＳｒＯ・Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、（Ｅ）１．２９（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋もしくは０．８２ＢａＯ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、（Ｆ）ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、（Ｇ）ＭｇＦ２：Ｙｂ２＋等で形成できる。 The inorganic fluorescent film 17 is the (A) to (G) listed in the second embodiment, that is, (A) B 2 O 3 —SiO 2 —Gd 2 O 3 —BaO: Ce 3+ , (B ) CaF 2 : Eu 2+ or SrF 2 : Eu 2+ , (C) MgF 2 : Eu 2+ , (D) SrO · Al 2 O 3 : Eu 2+ , (E) 1.29 (Ba, Ca) O · 6Al 2 O 3 : Eu 2+ or 0.82BaO.6Al 2 O 3 : Eu 2+ , (F) BaAl 2 O 4 : Eu 2+ , (G) MgF 2 : Yb 2+, etc.

なお、無機蛍光膜１７は、ガラス基板１１の屈折率と同程度の屈折率をもつものを選択することにより、ガラス基板１１と同体とみなすことができ、両者の界面での不要な反射を防止することができる。   The inorganic fluorescent film 17 can be regarded as the same body as the glass substrate 11 by selecting one having a refractive index comparable to that of the glass substrate 11 and prevents unnecessary reflection at the interface between the two. can do.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール３０では、図３に示すように、入射する太陽光のうち紫外線（波長：３００〜４００ｎｍ）成分を無機蛍光膜１７が吸収して可視光（波長：４００〜７００ｎｍ）に変換して出射する。無機蛍光膜１７から出射された可視光は、ガラス基板１１、接着ポリマー層１２を経て太陽電池セル１３に入射して発電エネルギーとして用いられる。   In the photovoltaic power generation module 30 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the ultraviolet light (wavelength: 300 to 400 nm) component of incident sunlight is absorbed by the inorganic fluorescent film 17 and visible light (wavelength: 400). (˜700 nm) and emitted. Visible light emitted from the inorganic fluorescent film 17 enters the solar battery cell 13 through the glass substrate 11 and the adhesive polymer layer 12 and is used as power generation energy.

無機蛍光膜１７から出射された可視光のうち前面側へ向かう光は、空気層への入射角に応じて無機蛍光膜１７の前面と空気層との界面で反射されて太陽電池セル１３側へ向かう光と、界面を通過して空気層側へ出射される光とがある。この界面で反射されて戻る光を含めると無機蛍光膜１７に入射した紫外線の多くは、太陽電池セル１３に入射することができる。なお、上記界面から空気層側へ出射された光は、可視光であるため、太陽光発電モジュール３０の表面をカラフルな色として観察される。このため、従来の太陽光発電モジュールの表面ように黒系統の色ではなく、外観の美しい太陽光発電モジュール３０とすることができる。   Of the visible light emitted from the inorganic fluorescent film 17, the light directed toward the front surface is reflected at the interface between the front surface of the inorganic fluorescent film 17 and the air layer according to the incident angle to the air layer and is directed to the solar cell 13 side. There are light that travels and light that passes through the interface and is emitted to the air layer side. If the light reflected and returned from this interface is included, most of the ultraviolet light incident on the inorganic fluorescent film 17 can enter the solar battery cell 13. In addition, since the light radiate | emitted from the said interface to the air layer side is visible light, the surface of the photovoltaic power generation module 30 is observed as a colorful color. For this reason, it can be set as the photovoltaic power generation module 30 with the beautiful external appearance instead of the black system color like the surface of the conventional photovoltaic power generation module.

上述の太陽光発電モジュール３０では、無機蛍光膜１７が高密度な蛍光体であるため、紫外線−可視光変換効率を高めることができる。又、本実施の形態では、無機蛍光膜１７をガラス基板１１の前面に形成すればよいため、既存の太陽光発電モジュールにそのまま応用できるという利点がある。   In the solar power generation module 30 described above, since the inorganic phosphor film 17 is a high-density phosphor, the ultraviolet-visible light conversion efficiency can be increased. Moreover, in this Embodiment, since the inorganic fluorescent film 17 should just be formed in the front surface of the glass substrate 11, there exists an advantage that it can apply to an existing photovoltaic power generation module as it is.

なお、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール３０の他の作用・効果は、上記した第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   In addition, since the other effect | action and effect of the photovoltaic power generation module 30 which concern on this Embodiment are the same as that of above-mentioned 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

〔第４の実施の形態〕
次に、図４を用いて本発明の第４の実施の形態に係る太陽光発電モジュール４０について説明する。なお、本実施の形態においても、図１に示す上記第１の実施の形態の太陽光発電モジュール１０と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。 [Fourth Embodiment]
Next, a solar power generation module 40 according to a fourth embodiment of the present invention will be described using FIG. Also in the present embodiment, the same parts as those of the solar power generation module 10 of the first embodiment shown in FIG.

本実施の形態の太陽光発電モジュール４０は、所謂スーパーストレート型のモジュールである。図４に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール４０は、太陽光が入射する透明なガラス基板１１の後面側に無機蛍光膜１８が形成され、この無機蛍光膜１８の後面側に、接着ポリマー層１２を介して層状の太陽電池セル１３が接着されている。なお、図示しないが、本実施の形態においても、太陽電池セル１３の前後面に電極が設けられている。又、太陽電池セル１３としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、非晶質シリコン太陽電池、色素増感太陽電池、有機半導体薄膜太陽電池、化合物半導体単結晶太陽電池、化合物半導体多結晶太陽電池等の各種の太陽電池セルを適用できる。   The photovoltaic power generation module 40 of the present embodiment is a so-called super straight type module. As shown in FIG. 4, in the solar power generation module 40 according to the present embodiment, the inorganic fluorescent film 18 is formed on the rear surface side of the transparent glass substrate 11 on which sunlight enters, and the rear surface side of the inorganic fluorescent film 18. The layered solar cells 13 are bonded to each other through the adhesive polymer layer 12. Although not shown, electrodes are provided on the front and rear surfaces of the solar battery cell 13 also in the present embodiment. Moreover, as the solar cell 13, the single crystal silicon solar cell, the polycrystalline silicon solar cell, the amorphous silicon solar cell, the dye-sensitized solar cell, the organic semiconductor thin film solar cell, the compound semiconductor single crystal solar cell, the compound semiconductor multi-layer Various types of solar cells such as crystalline solar cells can be applied.

本実施の形態の無機蛍光膜１８は、上記第２の実施の形態において列挙した（Ａ）〜（Ｇ）、すなわち、（Ａ）Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋、（Ｂ）ＣａＦ２：Ｅｕ２＋もしくはＳｒＦ２：Ｅｕ２＋、（Ｃ）ＭｇＦ２：Ｅｕ２＋、（Ｄ）ＳｒＯ・Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、（Ｅ）１．２９（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋もしくは０．８２ＢａＯ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、（Ｆ）ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、（Ｇ）ＭｇＦ２：Ｙｂ２＋等で形成できる。 The inorganic fluorescent film 18 of the present embodiment is the (A) to (G) listed in the second embodiment, that is, (A) B 2 O 3 —SiO 2 —Gd 2 O 3 —BaO: Ce. 3+ , (B) CaF 2 : Eu 2+ or SrF 2 : Eu 2+ , (C) MgF 2 : Eu 2+ , (D) SrO · Al 2 O 3 : Eu 2+ , (E) 1.29 (Ba, Ca) O.6Al 2 O 3 : Eu 2+ or 0.82BaO.6Al 2 O 3 : Eu 2+ , (F) BaAl 2 O 4 : Eu 2+ , (G) MgF 2 : Yb 2+, etc.

なお、無機蛍光膜１８は、接着ポリマー層１２と屈折率が同等のものを選択することにより、接着ポリマー層１２と同体とみなすことができ、両者の界面での不要な反射を防止することができる。   In addition, the inorganic fluorescent film 18 can be regarded as the same body as the adhesive polymer layer 12 by selecting one having a refractive index equivalent to that of the adhesive polymer layer 12, and can prevent unnecessary reflection at the interface between the two. it can.

この太陽光発電モジュール４０では、ガラス基板１１の後面側に無機蛍光膜１８を形成したことにより、ガラス基板１１を通過して無機蛍光膜１８に入射した紫外線は可視光に変換されて太陽電池セル１３に入射する。無機蛍光膜１８で紫外線から変換された可視光は、多くは太陽電池セル１３に入射する。また、無機蛍光膜１８からガラス基板１１側へ向かう可視光もあるが、無機蛍光膜１８とガラス基板１１との界面で反射して太陽電池セル１３側へ反射する可視光や、ガラス基板１１と空気層との界面で反射して太陽電池セル１３側へ向かう可視光も存在する。このため、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール４０は、無機蛍光膜１８で変換された可視光の発電利用効率が高い。   In this solar power generation module 40, by forming the inorganic fluorescent film 18 on the rear surface side of the glass substrate 11, the ultraviolet light that has passed through the glass substrate 11 and entered the inorganic fluorescent film 18 is converted into visible light, and the solar battery cell. 13 is incident. Most of the visible light converted from ultraviolet rays by the inorganic fluorescent film 18 is incident on the solar battery cell 13. Further, although there is visible light from the inorganic fluorescent film 18 toward the glass substrate 11, visible light reflected at the interface between the inorganic fluorescent film 18 and the glass substrate 11 and reflected toward the solar battery cell 13, There is also visible light that is reflected at the interface with the air layer and travels toward the solar cell 13 side. For this reason, the photovoltaic power generation module 40 according to the present embodiment has high power generation utilization efficiency of visible light converted by the inorganic fluorescent film 18.

本実施の形態における他の作用・効果は、上記第１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。   Other operations and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

〔第５の実施の形態〕
次に、図５を用いて本発明の第５の実施の形態に係る太陽光発電モジュール５０について説明する。なお、本実施の形態においても、図１に示す上記第１の実施の形態の太陽光発電モジュール１０と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。 [Fifth Embodiment]
Next, a solar power generation module 50 according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Also in the present embodiment, the same parts as those of the solar power generation module 10 of the first embodiment shown in FIG.

本実施の形態の太陽光発電モジュール５０は、所謂スーパーストレート型のモジュールである。図５に示すように、本実施の形態に係る太陽光発電モジュール５０は、太陽光が入射する透明なガラス基板１１の後面に、接着ポリマー層１２を介して層状の太陽電池セル１３が接着されている。なお、図示しないが、本実施の形態においても、太陽電池セル１３の前後面に電極が設けられている。又、太陽電池セル１３としては、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、非晶質シリコン太陽電池、化合物半導体単結晶太陽電池等の各種の太陽電池セルを適用できる。   The photovoltaic power generation module 50 of the present embodiment is a so-called super straight type module. As shown in FIG. 5, in the photovoltaic power generation module 50 according to the present embodiment, the layered solar battery cell 13 is bonded to the rear surface of the transparent glass substrate 11 on which sunlight enters through the adhesive polymer layer 12. ing. Although not shown, electrodes are provided on the front and rear surfaces of the solar battery cell 13 also in the present embodiment. As the solar battery cell 13, various solar battery cells such as a single crystal silicon solar battery, a polycrystalline silicon solar battery, an amorphous silicon solar battery, and a compound semiconductor single crystal solar battery can be applied.

そして、接着ポリマー層１２には、蛍光体微粒子１９が分散して配置されている。本実施の形態の蛍光体微粒子１９は、上記第２の実施の形態において列挙した（Ａ）〜（Ｇ）、すなわち、（Ａ）Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｇｄ２Ｏ３−ＢａＯ：Ｃｅ３＋、（Ｂ）ＣａＦ２：Ｅｕ２＋もしくはＳｒＦ２：Ｅｕ２＋、（Ｃ）ＭｇＦ２：Ｅｕ２＋、（Ｄ）ＳｒＯ・Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、（Ｅ）１．２９（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋もしくは０．８２ＢａＯ・６Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ２＋、（Ｆ）ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、（Ｇ）ＭｇＦ２：Ｙｂ２＋等で形成できる。 In the adhesive polymer layer 12, phosphor fine particles 19 are dispersed and arranged. The phosphor fine particles 19 of the present embodiment are (A) to (G) listed in the second embodiment, that is, (A) B 2 O 3 —SiO 2 —Gd 2 O 3 —BaO: Ce. 3+ , (B) CaF 2 : Eu 2+ or SrF 2 : Eu 2+ , (C) MgF 2 : Eu 2+ , (D) SrO · Al 2 O 3 : Eu 2+ , (E) 1.29 (Ba, Ca) O.6Al 2 O 3 : Eu 2+ or 0.82BaO.6Al 2 O 3 : Eu 2+ , (F) BaAl 2 O 4 : Eu 2+ , (G) MgF 2 : Yb 2+, etc.

なお、蛍光体微粒子１９としては、接着ポリマー層１２の屈折率と同程度の屈折率を材料を選択することが好ましい。   In addition, it is preferable to select a material having the same refractive index as that of the adhesive polymer layer 12 as the phosphor fine particles 19.

本実施の形態に係る太陽光発電モジュール５０における作用・効果は、上記第１の実施の形態とほぼ同様である。   The operations and effects of the photovoltaic power generation module 50 according to the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment.

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。 (Other embodiments)
It should not be understood that the descriptions and drawings which form part of the disclosure of the above-described embodiments limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、上述した第１〜第５の実施の形態では、スーパーストレート型の太陽光発電モジュールに本発明を適用した例であるが、図６〜図８に示すような、所謂サブストレート型の太陽光発電モジュールに本発明を適用してもよい。   For example, in the above-described first to fifth embodiments, the present invention is applied to a super straight type solar power generation module, but a so-called substrate type solar as shown in FIGS. The present invention may be applied to a photovoltaic module.

図６に示す太陽光発電モジュール６０は、ガラス基板１１の後面に直接、太陽電池セル１３を形成したものであり、ガラス基板１１中に上記した第２の実施の形態と同様の蛍光体微粒子１６が分散された構成である。   A solar power generation module 60 shown in FIG. 6 is obtained by forming solar cells 13 directly on the rear surface of a glass substrate 11, and phosphor fine particles 16 similar to those in the second embodiment described above are formed in the glass substrate 11. Is a distributed configuration.

図７に示す太陽光発電モジュール７０は、ガラス基板１１の前面側に、無機蛍光膜１７を形成し、ガラス基板１１の後面に直接、太陽電池セル１３を形成した構成である。   The solar power generation module 70 shown in FIG. 7 has a configuration in which the inorganic fluorescent film 17 is formed on the front surface side of the glass substrate 11 and the solar cells 13 are directly formed on the rear surface of the glass substrate 11.

図８に示す太陽光発電モジュール８０は、ガラス基板１１の後面に無機蛍光膜１８を形成し、無機蛍光膜１８の後面に太陽電池セル１３を形成した構成である。   The solar power generation module 80 shown in FIG. 8 has a configuration in which the inorganic fluorescent film 18 is formed on the rear surface of the glass substrate 11 and the solar battery cell 13 is formed on the rear surface of the inorganic fluorescent film 18.

図６〜図８に示すようなサブストレート型の太陽光発電モジュール６０，７０，８０においては、接着ポリマー層が存在しないため、接着ポリマー層の劣化を防止するという効果はないが、紫外線−可視光変換物質としての蛍光体微粒子１６や無機蛍光膜１７，１８の紫外線−可視光変換作用により、発電効率を向上するという効果を奏する。   In the substrate type photovoltaic power generation modules 60, 70, 80 as shown in FIGS. 6 to 8, since there is no adhesive polymer layer, there is no effect of preventing deterioration of the adhesive polymer layer, but UV-visible. The effect of improving the power generation efficiency is achieved by the ultraviolet-visible light conversion action of the phosphor fine particles 16 as the light conversion substance and the inorganic fluorescent films 17 and 18.

なお、図６〜図８に示す太陽光発電モジュール６０，７０，８０の太陽電池セル１３としては、非晶質シリコン太陽電池、有機半導体薄膜太陽電池等の各種の太陽電池セルを適用できる。   In addition, as the photovoltaic cell 13 of the photovoltaic power generation modules 60, 70, and 80 shown in FIGS. 6 to 8, various photovoltaic cells such as an amorphous silicon solar cell and an organic semiconductor thin film solar cell can be applied.

本発明の第１の実施の形態に係るスーパーストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a super straight type photovoltaic power generation module concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態に係るスーパーストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a super straight type photovoltaic power generation module concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施の形態に係るスーパーストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a super straight type photovoltaic power generation module concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第４の実施の形態に係るスーパーストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a super straight type photovoltaic power generation module concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５の実施の形態に係るスーパーストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a super straight type photovoltaic power generation module concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の他の実施の形態に係るサブストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a substrate type photovoltaic power generation module concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施の形態に係るサブストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a substrate type photovoltaic power generation module concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施の形態に係るサブストレート型の太陽光発電モジュールの断面説明図である。It is a section explanatory view of a substrate type photovoltaic power generation module concerning other embodiments of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 太陽光発電モジュール
１１ ガラス基板
１２ 接着ポリマー層
１３ 太陽電池セル
１４ 表面電極
１５ 光活性イオン
１６ 蛍光体微粒子
１７ 無機蛍光膜
１８ 無機蛍光膜
１９ 蛍光体微粒子
２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 太陽光発電モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar power generation module 11 Glass substrate 12 Adhesive polymer layer 13 Solar cell 14 Surface electrode 15 Photoactive ion 16 Phosphor fine particle 17 Inorganic fluorescent film 18 Inorganic fluorescent film 19 Phosphor fine particle 20, 30, 40, 50, 60, 70 , 80 PV module

Claims (7)

透明なガラス基板の後面側に、接着ポリマーを介して太陽電池セルが接着された太陽光発電モジュールであって、
前記太陽電池セルの前面側に、紫外線を可視光に波長変換させる紫外線−可視光変換物質を配したことを特徴とする太陽光発電モジュール。 A photovoltaic module in which solar cells are bonded to the rear surface side of a transparent glass substrate via an adhesive polymer,
An ultraviolet-visible light converting substance for converting the wavelength of ultraviolet light into visible light is disposed on the front side of the solar battery cell. 請求項１記載の太陽光発電モジュールであって、
前記紫外線−可視光変換物質は、前記ガラス基板中に含まれることを特徴とする太陽光発電モジュール。 The solar power generation module according to claim 1,
The solar power generation module, wherein the ultraviolet-visible light converting substance is contained in the glass substrate. 請求項１記載の太陽光発電モジュールであって、
前記紫外線−可視光変換物質は、前記接着ポリマー中に含まれることを特徴とする太陽光発電モジュール。 The solar power generation module according to claim 1,
The photovoltaic module according to claim 1, wherein the ultraviolet-visible light converting substance is contained in the adhesive polymer. 請求項１記載の太陽光発電モジュールであって、
前記紫外線−可視光変換物質は、前記ガラス基板の前面又は後面に膜状に形成されていることを特徴とする太陽光発電モジュール。 The solar power generation module according to claim 1,
The photovoltaic module according to claim 1, wherein the ultraviolet-visible light converting substance is formed into a film on the front surface or the rear surface of the glass substrate. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュールであって、
前記紫外線−可視光変換物質は、三価のセリウムイオン（Ｃｅ３＋）であることを特徴とする太陽光発電モジュール。 It is a photovoltaic power generation module according to any one of claims 1 to 4,
The solar power generation module, wherein the ultraviolet-visible light converting substance is trivalent cerium ion (Ce 3+ ). 透明なガラス基板の後面に太陽電池セルが接合された太陽光発電モジュールであって、
前記ガラス基板中に、紫外線を可視光に波長変換させる紫外線−可視光変換物質が含まれていることを特徴とする太陽光発電モジュール。 A photovoltaic power generation module in which solar cells are joined to the rear surface of a transparent glass substrate,
An ultraviolet-visible light converting substance for converting the wavelength of ultraviolet light into visible light is contained in the glass substrate. 透明なガラス基板の後面に太陽電池セルが接合された太陽光発電モジュールであって、
前記ガラス基板の前面もしくは後面に、紫外線−可視光変換物質が膜状に形成されていることを特徴とする太陽光発電モジュール。 A photovoltaic power generation module in which solar cells are joined to the rear surface of a transparent glass substrate,
An ultraviolet-visible light converting substance is formed in a film shape on the front surface or the rear surface of the glass substrate.
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