JP2010123718A - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、前記光再利用シートを用いたLEDやEL素子等の発光素子の光を再利用するシート及びそれを用いた発光素子に関する。
そこで、太陽電池セルの構成部材であるシリコンの量が少なく、CVD等の技術により、成膜することができるような薄膜シリコンの太陽電池セルが用いられるようになってきている。
さらに、前記光再利用シートを用いたLEDやEL素子等の発光素子の光を再利用するシート及びそれを用いた発光素子を提供することを目的とする。
光を入射する前面板と、
前記前面板を透過した光を透過する充填層と、
前記充填層で固定され、前記充填層から透過した光を、
受光面から受光して電気に変換する太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの前記受光面の裏面側にあり、前記太陽電池セルの前記受光面には受光しなかった光を反射する凹凸形状を有する反射層を備えた光再利用シートと、
を有する太陽電池モジュールであって、
反射面の前面板側の材質の屈折率をnとし、
前期前面板の法線と前記反射面の法線とのなす角θが、
前記式1と、前記式2を満たす前記光再利用シートの前記反射面の面積率が、50%以上である事を特徴とする光再利用シートを用いた請求項1に記載に記載の太陽電池モジュールである。
前記光再利用シートの前記反射面の前記凹凸形状が、周期性を有することを特徴とする光再利用シートを用いた請求項1から請求項2に記載に記載の太陽電池モジュールである。
前記光再利用シートの前記反射面の前記凹凸形状の周期のピッチが、25μm以上、300μm以下であることを特徴とする光再利用シートを用いた請求項1から請求項3に記載に記載の太陽電池モジュールである。
また、前記光再利用シートを用い、LEDやEL素子等の発光素子の光を再利用することにより光の利用効率を向上し、発光効率の良い発光素子を提供することができる。
図1に示すのは本発明の太陽電池モジュール200に係る一様態を示す断面図である。本発明に係る太陽電池モジュール200は、前面板22と、充填層21と、太陽電池セル30と、光再利用シート20を有する。
尚、入射面110の法線NGは、平面P上に前面板22をもっとも安定させた状態で置いた状態における平面Pの法線と平行な方向である。入射面110に垂直に入射する光とは、法線NGに平行に太陽電池モジュール200に入射する光のことである。
通常、入射面110に対し斜めに入射した光は、垂直入射の光H0と比較して入射面110で、反射する割合が多く、太陽電池セル30に入射する光が少なく、発電に利用できる光が少ない。
そのため、入射光H0が、入射面110に垂直に入射するとき、もっとも効率が高い。
この臨界角θcは、前面板22の屈折率をngとすると、
また、充填層21の屈折率をne、反射光H2の法線NGに対する角度をq1とすると、スネルの法則より、
まず反射面101に入射する光H11が入射する面を反射面101としその角度θ1とし、反射面で反射した光が、更に反射する面を102としその角度θ2とすると、反射面102に入射する光の角度q12は、
さらに、反射面102で反射した光H22の角度q2は、
さらに上述の式8と同様に、入射面110で全反射する条件は、
上述では、反射面101に入射光H11が入射する場合ついての説明であるが、反射面102に入射光H12が入射する場合についても、同様に式14は、成り立つ。
反射面101の角度θ1、反射面102の角度θ2の関係から、角度範囲300、301、302、303、311、312、321、322、331、332、333、390のグラフ上の12の角度範囲に分けて説明する。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した光H21、H22は、入射面110で全反射しないため、効率的に反射光H21、H22を太陽電池セル30に入射することができず、好ましくない角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した光H21、H22は、入射面110で全反射しないため、効率的に反射光H21、H22を太陽電池セル30に入射することができず、好ましくない角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した光H21、H22は、入射面110で全反射しないため、効率的に反射光H21、H22を太陽電池セル30に入射することができず、好ましくない角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した光H21、H22は、入射面110で全反射しないため、効率的に反射光H21、H22を太陽電池セル30に入射することができず、好ましくない角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面102の反射光H22は、入射面110で全反射しないが、反射101の反射光H21は、入射面110で全反射するため、効率的に反射光H21を太陽電池セル30に入射することがきるため、好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射102の反射光H22は、入射面110で全反射しないが、反射101の反射光H21は、入射面110で全反射するため、効率的に反射光H21を太陽電池セル30に入射することがきるため、好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射101の反射光H21は、入射面110で全反射しないが、反射102の反射光H22は、入射面110で全反射するため、効率的に反射光H22を太陽電池セル30に入射することがきるため、好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射101の反射光H21は、入射面110で全反射しないが、反射102の反射光H22は、入射面110で全反射するため、効率的に反射光H22を太陽電池セル30に入射することがきるため、好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した反射光H21、H22は、入射面110で全反射されるので、効率的に反射光H21、H22を太陽電池セル30に入射することができるため、より好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した反射光H21、H22は、入射面110で全反射するので、効率的に光H21、H22を太陽電池セル30に入射することができるため、より好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した光H21、H22は、入射面で全反射されるので、効率的に光を太陽電池セル30に入射することができるため、より好ましい角度範囲である。
上述の角度範囲では、反射面101、102で反射した光H21、H22は、入射面110で全反射されるので、効率的に反射光を太陽電池セル30に入射することができるため、より好ましい角度範囲である。
上述の樹脂の中でも、高い耐熱性、強度、耐候性、耐久性、水蒸気等に対するガスバリア性等を有したものとして、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ乳酸系樹脂が好ましい。
実施例1として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが150μmの反射面100の頂角が135°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30がくるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
実施例2として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが200μmの反射面100の頂角が130°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30がくるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
実施例3として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが100μmの反射面100の頂角が125°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30がくるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
実施例4として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが300μmの反射面100の頂角が120°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30がくるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
実施例5として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが200μmの反射面100の頂角が115°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30が配置されるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
比較例1として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが15μmの反射面100の頂角が140°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30がくるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
比較例2として、基材2として250μmのPETフィルムを用い、構造層3として紫外線硬化アクリル系樹脂からなるピッチが20μmの反射面100の頂角が105°であるプリズム状の凹凸形状が形成したものを積層し、金属反射層4として100nmのアルミ層を蒸着法により形成し光再利用シート20を得た。これを用い、太陽電池モジュール200を作製した。前面板22として約3mmのガラス板、前面板22から0.5mmの位置に、太陽電池セル30がくるように、厚さ約0.5mmになるようにEVAを充填し充填層21を形成した。太陽電池セル30として150mm角の多結晶型シリコン太陽電池を用い、太陽電池セル30の周辺部に約25mm幅の上述の光再利用シート20を配置して発電効率の測定をおこなった。表1にその発電効率の結果を示す。
Claims (4)
- 前記式1と、前記式2を満たす前記光再利用シートの前記反射面の面積率が、50%以上である事を特徴とする光再利用シートを用いた請求項1に記載に記載の太陽電池モジュール。
- 前記光再利用シートの前記反射面の前記凹凸形状が、周期性を有することを特徴とする光再利用シートを用いた請求項1から請求項2に記載に記載の太陽電池モジュール。
- 前記光再利用シートの前記反射面の前記凹凸形状の周期のピッチが、25μm以上、300μm以下であることを特徴とする光再利用シートを用いた請求項1から請求項3に記載に記載の太陽電池モジュール。
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