JP6397703B2 - Solar cell module and wall surface forming member - Google Patents

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Description

本発明は、両面を受光面とする太陽電池モジュールに関する。また、本発明は、当該太陽電池モジュールを用いた窓等の壁面形成部材に関する。   The present invention relates to a solar cell module having light-receiving surfaces on both sides. The present invention also relates to a wall surface forming member such as a window using the solar cell module.

近年、環境負荷の低いエネルギー源として太陽電池モジュールが注目されている。
この太陽電池モジュールは、光エネルギーを電気エネルギーに変換可能な光電変換装置である。
太陽電池モジュールは、透明電極層と、裏面電極層と、当該２つの電極層に挟まれた半導体接合等からなる光電変換層を備えている。そして、この太陽電池モジュールは、光電変換層に光を照射することにより発生するキャリア（電子及び正孔）を電極層により収集して外部回路に取り出すことが可能となっている。
また、この太陽電池モジュールは、裏面電極層として光沢のある金属を使用することで、光電変換層を通過した光も裏面電極層で反射させて、光電変換層で回収することによって光電変換層での発電量の向上が図られている。 In recent years, solar cell modules have attracted attention as energy sources with low environmental impact.
This solar cell module is a photoelectric conversion device capable of converting light energy into electric energy.
The solar cell module includes a transparent electrode layer, a back electrode layer, and a photoelectric conversion layer including a semiconductor junction or the like sandwiched between the two electrode layers. In this solar cell module, carriers (electrons and holes) generated by irradiating the photoelectric conversion layer with light can be collected by the electrode layer and taken out to an external circuit.
In addition, this solar cell module uses a glossy metal as the back electrode layer, so that the light that has passed through the photoelectric conversion layer is also reflected by the back electrode layer and collected by the photoelectric conversion layer. The amount of power generation is improved.

従来の太陽電池モジュールは、太陽光に対して十分な入射面積を確保するために、地面に対して平行かやや傾斜した姿勢で設置されている。そのため、移住環境において、太陽電池モジュールの設置位置は、平坦な地面や屋根に限られていた。
しかしながら、一般の建物において屋根の面積は限られているため、屋根の全面に太陽電池を取り付けると、増設できないという問題があった。そのため、太陽電池モジュールの普及とともに、新たな太陽電池モジュールの設置場所の模索がなされていた。 Conventional solar cell modules are installed in a posture that is parallel or slightly inclined with respect to the ground in order to ensure a sufficient incident area for sunlight. Therefore, in the migrating environment, the installation position of the solar cell module has been limited to a flat ground or a roof.
However, since the area of a roof in a general building is limited, there is a problem that if a solar cell is attached to the entire surface of the roof, it cannot be added. Therefore, with the widespread use of solar cell modules, a search for a new solar cell module installation location has been made.

そこで、特許文献１では、太陽電池モジュールの設置場所として窓に着目しており、窓として使用可能な太陽電池（太陽電池モジュール）が提案されている。
この特許文献１の太陽電池は、裏面電極層として透明電極を使用することによって、発電部位でも、室内空間に太陽光を取り込める構造となっている。 Therefore, in Patent Document 1, attention is paid to a window as an installation location of the solar cell module, and a solar cell (solar cell module) that can be used as a window has been proposed.
The solar cell of Patent Document 1 has a structure in which sunlight can be taken into an indoor space even at a power generation site by using a transparent electrode as a back electrode layer.

特開２００１−３２００６８号公報JP 2001-320068 A 特開２００５−３１１２９２号公報JP-A-2005-311292

ところで、特許文献１の太陽電池によれば、発電部分から光を取り出せるため、建物の窓に使用した場合に、室内空間に光を取り込むことができる。
しかしながら、特許文献１の太陽電池では、光の一部が光電変換層での光電変換に使用されるため、通常の窓に比べて光の取り込み量が小さく、使用者によっては採光量が十分でないと感じる場合がある。また、通常の窓の採光量に近づけるためには、太陽光をできる限り建物内部に採光できることが好ましい。 By the way, according to the solar cell of patent document 1, since light can be taken out from an electric power generation part, when it uses for the window of a building, light can be taken in indoor space.
However, in the solar cell of Patent Document 1, since a part of the light is used for photoelectric conversion in the photoelectric conversion layer, the amount of light taken in is smaller than that of a normal window, and the amount of light collected is not sufficient for some users. You may feel that. Moreover, in order to approximate the amount of light collected from a normal window, it is preferable that sunlight can be collected inside the building as much as possible.

そこで、上記した問題に鑑み、従来に比べて発電面積の急激な低下を抑えつつ、高い採光性が得られる太陽電池モジュール及び壁面形成部材を提供することを目的とする。   Then, in view of the above-mentioned problem, it aims at providing the solar cell module and wall surface formation member which can obtain high lighting property, suppressing the rapid fall of an electric power generation area compared with the past.

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、第１透光性絶縁基板と、第２透光性絶縁基板と、前記第１透光性絶縁基板と第２透光性絶縁基板に挟まれた光電変換素子を備える太陽電池モジュールにおいて、前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板側から、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層の順に積層されたものであり、前記光電変換層は、光を照射したときに光エネルギーを電気エネルギーに変換可能であって、かつ、光の一部を透過するものであり、前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板を平面視したときに、少なくとも光電変換層が除去された開口部を有し、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記開口部の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、前記光電変換素子を複数の小片に分割する素子分離溝と、前記光電変換層を部分的に除去した電極接続溝と、前記第１透明電極層を部分的に除去した第１電極分離溝を有し、前記電極接続溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、前記光電変換素子は、一の小片の第２透明電極層の一部が前記電極接続溝に進入して、他の小片の第１透明電極層に接することによって、前記一の小片と他の小片が電気的に直列接続されており、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記電極接続溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、前記第２透明電極層は、透明導電性酸化物で形成されており、前記電極接続溝の溝幅は、前記第１電極分離溝の溝幅よりも広く、９０μｍ以上１２０μｍ以下であることを特徴とする太陽電池モジュールである。
すなわち、本発明は、第１透光性絶縁基板と、第２透光性絶縁基板と、前記第１透光性絶縁基板と第２透光性絶縁基板に挟まれた光電変換素子を備える太陽電池モジュールにおいて、前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板側から、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層の順に積層されたものであり、前記光電変換層は、光を照射したときに光エネルギーを電気エネルギーに変換可能であって、かつ、光の一部を透過するものであり、前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板を平面視したときに、少なくとも光電変換層が除去された開口部を有し、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記開口部の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えている。 The invention described in claim 1 for solving the above-described problems includes a first light-transmissive insulating substrate, a second light-transmissive insulating substrate, the first light-transmissive insulating substrate, and a second light-transmissive insulating substrate. In a solar cell module including a photoelectric conversion element sandwiched between substrates, the photoelectric conversion element is laminated in the order of a first transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second transparent electrode layer from the first light-transmissive insulating substrate side. The photoelectric conversion layer is capable of converting light energy into electric energy when irradiated with light, and transmits a part of the light. When the light-transmitting insulating substrate is viewed in plan, it has an opening from which at least the photoelectric conversion layer has been removed, and when light is irradiated from the first light-transmitting insulating substrate side, it passes through the inside of the opening. And an optical path to the second light-transmissive insulating substrate. An element separation groove for dividing the element into a plurality of small pieces, an electrode connection groove from which the photoelectric conversion layer is partially removed, and a first electrode separation groove from which the first transparent electrode layer is partially removed, The electrode connection groove forms at least a part of the opening. In the photoelectric conversion element, a part of the second transparent electrode layer of one small piece enters the electrode connection groove, and the other small piece. The one small piece and the other small piece are electrically connected in series by being in contact with the first transparent electrode layer, and when the light is irradiated from the first light-transmissive insulating substrate side, An optical path that passes through the interior and reaches the second light-transmissive insulating substrate is provided, the second transparent electrode layer is formed of a transparent conductive oxide, and the groove width of the electrode connection groove is The width of the first electrode separation groove is 90 μm or more and 120 μm or less. It is a solar cell module to be.
That is, the present invention provides a solar light comprising a first light-transmissive insulating substrate, a second light-transmissive insulating substrate, and a photoelectric conversion element sandwiched between the first light-transmissive insulating substrate and the second light-transmissive insulating substrate. In the battery module, the photoelectric conversion element is laminated in order of a first transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second transparent electrode layer from the first light-transmissive insulating substrate side, Light energy can be converted into electrical energy when irradiated with light, and a part of the light is transmitted. The photoelectric conversion element is a plan view of the first light-transmissive insulating substrate. , Having an opening from which at least the photoelectric conversion layer is removed, and passing through the inside of the opening when irradiated with light from the first light-transmitting insulating substrate side, the second light-transmitting insulating substrate that provides an optical path to the.

ここでいう「透光性」とは、光の少なくとも一部を透過する機能をいい、具体的には、光透過率が３０パーセント以上１００パーセント以下のものをいう。すなわち、防眩処理が施された基板であっても、光を３０パーセント以上透過すれば、本明細書の透光性に該当する。   Here, “translucency” refers to a function of transmitting at least part of light, and specifically refers to a light transmittance of 30% to 100%. That is, even if it is a board | substrate with which the glare-proof process was performed, if 30% or more of light is permeate | transmitted, it corresponds to the translucency of this specification.

本発明の構成によれば、第１透光性絶縁基板、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層、及び第２透光性絶縁基板のいずれもが光を透過するので、第１透光性絶縁基板側から光が入射しても、第２透光性絶縁基板側から光が入射しても、光電変換層で光を回収でき、発電することができる。そのため、従来のような片面のみ受光可能な太陽電池モジュールに比べて、受光面積が増加し、光電変換層への光取り込み量が増加する。そのため、一般的に結晶シリコン系太陽電池に比べて発電効率が劣るとされている薄膜太陽電池であってもより多くの電気を取り出すことができる。
また、本発明の構成によれば、第１透光性絶縁基板、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層、及び第２透光性絶縁基板のいずれもが光を透過するので、発電部分でも採光することが可能である。そのため、本発明の太陽電池モジュールによれば、発電面積を確保しつつ、採光性を維持できるため、窓やベランダの手すり、バルコニーの手すりといった屋根以外の場所でも設置可能である。
さらに本発明の構成によれば、少なくとも光電変換層が除去された開口部を有しており、発電部分を通過する光路に加えて、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、開口部の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えているので、光電変換層で光が消費されることによる光量不足を補うことができるので、通常の窓の採光量に近づけることができる。
請求項２に記載の発明は、光電変換素子を基準として前記第１透光性絶縁基板の外側の主面には、凹凸が形成されており、前記外側の主面は、算術平均粗さが０．２５μｍ以上１．２５μｍ以下であって、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準ずる６０度鏡面光沢度が８パーセント以下であり、前記光電変換層は、分光感度が異なる２つの光電変換ユニットを有し、前記２つの光電変換ユニットは、結晶シリコン層を含む結晶系光電変換ユニットと、非晶質シリコン層を含む非晶質系光電変換ユニットであり、前記非晶質系光電変換ユニットは、前記結晶系光電変換ユニットに対して第２透光性絶縁基板側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールである。 According to the configuration of the present invention, all of the first light-transmissive insulating substrate, the first transparent electrode layer, the photoelectric conversion layer, the second transparent electrode layer, and the second light-transmissive insulating substrate transmit light. Even if light is incident from the first light-transmitting insulating substrate side or light is incident from the second light-transmitting insulating substrate side, the light can be collected and generated by the photoelectric conversion layer. Therefore, compared with the conventional solar cell module that can receive light only on one side, the light receiving area increases, and the amount of light taken into the photoelectric conversion layer increases. Therefore, even a thin-film solar cell, which is generally considered to have a lower power generation efficiency than a crystalline silicon solar cell, can extract more electricity.
According to the configuration of the present invention, any of the first light-transmissive insulating substrate, the first transparent electrode layer, the photoelectric conversion layer, the second transparent electrode layer, and the second light-transmissive insulating substrate transmits light. Therefore, it is possible to take daylight even in the power generation part. Therefore, according to the solar cell module of the present invention, it is possible to maintain daylighting while securing a power generation area, and therefore, it can be installed in places other than the roof such as windows, veranda railings, and balcony railings.
Furthermore, according to the structure of this invention, it has the opening part from which the photoelectric converting layer was removed, and when it irradiates light from the 1st translucent insulating board | substrate side in addition to the optical path which passes along an electric power generation part. Since it has an optical path that passes through the inside of the opening and reaches the second light-transmissive insulating substrate, it is possible to compensate for the shortage of light quantity due to the consumption of light in the photoelectric conversion layer. It can be close to the amount of light collected in the window.
In the second aspect of the present invention, irregularities are formed on the outer principal surface of the first translucent insulating substrate with reference to the photoelectric conversion element, and the outer principal surface has an arithmetic average roughness. 0.25 μm or more and 1.25 μm or less, 60 ° specular gloss according to JIS Z 8741 is 8% or less, and the photoelectric conversion layer has two photoelectric conversion units having different spectral sensitivities, The two photoelectric conversion units are a crystalline photoelectric conversion unit including a crystalline silicon layer and an amorphous photoelectric conversion unit including an amorphous silicon layer, and the amorphous photoelectric conversion unit includes the crystalline photoelectric conversion unit. 2. The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell module is located on the second light-transmissive insulating substrate side with respect to the unit.

ここで、上記の発明の構成によれば、開口部を設けることによって、採光量の増加が可能となる。
しかしながら、開口部では光電変換層が存在しないため、この開口部では、発電できず、発電可能な発電面積が小さくなるという問題がある。 Here, according to the structure of said invention, the amount of light collection can be increased by providing an opening.
However, since the photoelectric conversion layer does not exist in the opening, there is a problem in that the opening cannot generate power and the power generation area that can be generated is reduced.

ところで、太陽電池モジュールの中には、いわゆる集積型と呼ばれる基板上に複数の光電変換素子が積層された太陽電池モジュールが存在する（例えば、特許文献２）。
この集積型の太陽電池モジュールは、光電変換素子を複数の溝によって複数の小片に分離して区画されている。この溝は、光電変換素子を区画するのに必然的に形成されるものであり、もともと発電しない部位である。
そこで、本発明者は、この溝に注目し、この溝で開口部を形成することで実質的な発電面積の低下を抑制することを試みた。 Incidentally, among solar cell modules, there is a solar cell module in which a plurality of photoelectric conversion elements are stacked on a so-called integrated type substrate (for example, Patent Document 2).
In this integrated solar cell module, a photoelectric conversion element is divided into a plurality of small pieces by a plurality of grooves. This groove is inevitably formed in order to partition the photoelectric conversion element, and is a portion that does not generate power originally.
Therefore, the present inventor has paid attention to this groove and tried to suppress a substantial decrease in the power generation area by forming an opening in the groove.

すなわち、請求項３に記載の発明は、前記光電変換素子を複数の小片に分割する素子分離溝を有し、前記素子分離溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、前記複数の小片は、それぞれ電気的に直列接続又は並列接続されており、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記素子分離溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールである。 That is, the invention described in claim 3 has an element isolation groove for dividing the photoelectric conversion element into a plurality of small pieces, and the element isolation groove forms at least a part of the opening, The plurality of small pieces are electrically connected in series or in parallel, respectively, and pass through the element isolation trench when irradiated with light from the first light-transmissive insulating substrate side, and the second light-transmissive a solar cell module according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an optical path to the light insulating substrate.

本発明の構成によれば、素子分離溝によって開口部を形成するため、実質的な発電面積の低下を抑制できる。すなわち、本発明の構成によれば、従来の太陽電池モジュールと同程度の発電効率を維持しつつ、採光機能に優れた太陽電池モジュールとなる。   According to the configuration of the present invention, since the opening is formed by the element isolation groove, a substantial reduction in the power generation area can be suppressed. That is, according to the structure of this invention, it becomes a solar cell module excellent in the lighting function, maintaining the electric power generation efficiency comparable as the conventional solar cell module.

ところで、特許文献２に記載の太陽電池モジュールでは、隣接する光電変換素子の小片同士を直列接続し、各小片において電圧を順次加算させている。
具体的には、光電変換素子の光電変換層に電極層同士を接続する接続溝を形成し、当該接続溝を経由して隣接する光電変換素子の小片の透明電極層と裏面電極層を接続している。すなわち、この接続溝は、隣接する光電変換素子の小片間を電気的に直列接続するために必要な溝であり、もともと発電しない部位である。
そこで、本発明者は、この接続溝に注目し、この接続溝で開口部を形成することで実質的な発電面積の低下を抑制することを試みた。 By the way, in the solar cell module described in Patent Document 2, adjacent pieces of photoelectric conversion elements are connected in series, and voltage is sequentially added to each piece.
Specifically, a connection groove for connecting the electrode layers to each other is formed in the photoelectric conversion layer of the photoelectric conversion element, and the transparent electrode layer and the back electrode layer of a small piece of the adjacent photoelectric conversion element are connected via the connection groove. ing. That is, this connection groove is a groove necessary for electrically connecting small pieces of adjacent photoelectric conversion elements in series, and is a portion that does not generate electricity originally.
Therefore, the inventor paid attention to the connection groove and tried to suppress a substantial decrease in the power generation area by forming an opening in the connection groove.

すなわち、請求項１に記載の発明は、前記光電変換素子を複数の小片に分割する素子分離溝と、前記光電変換層を部分的に除去した電極接続溝を有し、前記電極接続溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、前記光電変換素子は、一の小片の第２透明電極層の一部が前記電極接続溝に進入して、他の小片の第１透明電極層に接することによって、前記一の小片と他の小片が電気的に直列接続されており、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記電極接続溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えている。 That is, the invention according to claim 1 includes an element separation groove that divides the photoelectric conversion element into a plurality of small pieces, and an electrode connection groove from which the photoelectric conversion layer is partially removed. The photoelectric conversion element is configured to form at least a part of the opening, and a part of the second transparent electrode layer of one small piece enters the electrode connection groove and the first transparent electrode of the other small piece is formed in the photoelectric conversion element. By contacting the layer, the one small piece and the other small piece are electrically connected in series, and when light is irradiated from the first translucent insulating substrate side, the inside of the electrode connection groove passes, that provides an optical path to the second transparent insulating substrate.

特許文献２に代表される従来の太陽電池モジュールは、上記したように裏面電極層に光沢のある金属が使用されているため、裏面電極層が形成されている部位では、光を透過することはない。そのため、接続溝が形成されていても、その接続溝には裏面電極層の一部が充填されているため、その接続溝から採光することはできなかった。
一方、本発明の構成によれば、裏面電極層が第１透明電極層又は第２透明電極層であり透明であるから、電極接続溝を開口部の一部として使用することができる。
すなわち、本発明の構成によれば、開口部の少なくとも一部を、電極接続溝で形成しているので、開口部の形成による大幅な発電面積の低下を防止することができる。
また、本発明の構成によれば、光電変換素子は、素子分離溝によって複数の小片に区画され、この複数の小片のうち、一の小片と他の小片が電極接続溝を介して電気的に直列接続されている。そのため、一の小片で発生した電流が他の小片に伝わって流れていくため、各小片において電圧を順次加算させることができる。そのため、太陽電池モジュール全体での発電量を向上させることができる。 Since the conventional solar cell module represented by patent document 2 uses the glossy metal for the back electrode layer as described above, the portion where the back electrode layer is formed does not transmit light. Absent. Therefore, even if the connection groove is formed, the connection groove is filled with a part of the back electrode layer, so that the light cannot be taken from the connection groove.
On the other hand, according to the configuration of the present invention, since the back electrode layer is the first transparent electrode layer or the second transparent electrode layer and is transparent, the electrode connection groove can be used as a part of the opening.
That is, according to the configuration of the present invention, since at least a part of the opening is formed by the electrode connection groove, it is possible to prevent a significant reduction in the power generation area due to formation of the opening.
Further, according to the configuration of the present invention, the photoelectric conversion element is partitioned into a plurality of small pieces by the element isolation groove, and one small piece and the other small piece among the plurality of small pieces are electrically connected via the electrode connection groove. They are connected in series. Therefore, since the current generated in one piece is transmitted to the other pieces and flows, the voltage can be sequentially added in each piece. Therefore, the power generation amount in the entire solar cell module can be improved.

請求項４に記載の発明は、第１透光性絶縁基板を平面視したときに、前記開口部の開口面積は、第１透光性絶縁基板の面積の２０パーセント以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。   The invention according to claim 4 is characterized in that when the first light-transmissive insulating substrate is viewed in plan, the opening area of the opening is 20% or less of the area of the first light-transmissive insulating substrate. The solar cell module according to claim 1.

本発明の構成によれば、発電部位でも採光可能であるため、低い開口率でも十分に採光機能を発揮することができる。   According to the configuration of the present invention, since it is possible to perform daylighting even at the power generation site, the daylighting function can be sufficiently exhibited even with a low aperture ratio.

請求項５に記載の発明は、フィルム状の封止部材を有し、前記封止部材は、光電変換素子を封止するものであって、かつ、弾性を有し、前記封止部材は、その大部分が光電変換素子と第２透光性絶縁基板との間に配されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュールである。   Invention of Claim 5 has a film-form sealing member, and the said sealing member is what seals a photoelectric conversion element, and has elasticity, The said sealing member is 5. The solar cell module according to claim 1, wherein most of the solar cell module is disposed between the photoelectric conversion element and the second light-transmissive insulating substrate.

本発明の構成によれば、光電変換素子がフィルム状の封止部材に封止されるため、封止部材による厚みの増加量が小さく、その分、第１透光性絶縁基板や第２透光性絶縁基板の厚みを厚くすることができる。そのため、例えば、太陽電電池モジュールを窓等に設けた場合であって、かつ、台風等の強風に晒された場合でも、耐えることができる程度の十分な剛性を太陽電池モジュールに備えさせることができる。また、逆に封止部材による厚みの増加量が小さいので、太陽電池モジュールの厚みを薄くすることも可能である。
さらに、本発明の構成によれば、封止部材が弾性を有しているため、例えば、窓等に使用する場合であって、第１透光性絶縁基板や第２透光性絶縁基板を固定金具で挟んで固定する場合でも、第１透光性絶縁基板や第２透光性絶縁基板が固定金具から受ける押圧力を封止部材で和らげることができ、光電変換素子への損傷を防止することができる。 According to the configuration of the present invention, since the photoelectric conversion element is sealed by the film-shaped sealing member, the increase in thickness due to the sealing member is small, and accordingly, the first light-transmissive insulating substrate and the second light-transmitting substrate. The thickness of the light insulating substrate can be increased. Therefore, for example, even when the solar cell module is provided on a window or the like and exposed to a strong wind such as a typhoon, the solar cell module can be provided with sufficient rigidity to withstand. it can. In contrast, since the increase in thickness by the sealing member is small, the thickness of the solar cell module can be reduced.
Furthermore, according to the structure of this invention, since the sealing member has elasticity, it is a case where it uses for a window etc., for example, Comprising: A 1st translucent insulated substrate and a 2nd translucent insulated substrate are used. Even when pinched with a fixing bracket, the pressing force received by the first translucent insulating substrate and the second translucent insulating substrate from the fixing bracket can be relieved by the sealing member, preventing damage to the photoelectric conversion element. can do.

ところで、太陽電池モジュールを窓やベランダ等の手すりに使用した場合、太陽電池モジュールの片面が他の建物や道路等側に配されることになる。そのため、太陽電池モジュールの表面を形成する基板が鏡の役割を果たして太陽光を反射し、近隣の住民や通行人から「眩しさ」や「ぎらつき」などを指摘される事態が生じる場合がある。   By the way, when the solar cell module is used for a handrail such as a window or a veranda, one side of the solar cell module is arranged on another building or road side. As a result, the substrate that forms the surface of the solar cell module acts as a mirror, reflecting sunlight, and there may be situations where neighboring residents and passersby point out that “dazzle” or “glare” may occur. .

そこで、請求項２に記載の発明は、光電変換素子を基準として前記第１透光性絶縁基板の外側の主面には、凹凸が形成されており、前記外側の主面の算術平均粗さは、０．２５μｍ以上１．２５μｍ以下であり、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準ずる６０度鏡面光沢度が８パーセント以下である。 Accordingly, in the invention according to claim 2 , the outer main surface of the first translucent insulating substrate is formed with irregularities on the basis of the photoelectric conversion element, and the arithmetic average roughness of the outer main surface. is at 0.25μm or 1.25μm or less, 60 degree specular gloss equivalent to JIS Z 8741 is Ru der than 8 percent.

本発明の構成によれば、第１透光性絶縁基板の外側面に凹凸が形成されて防眩処理が施されている。そのため、例えば、太陽電池モジュールを窓等に使用する場合であっても、第１透光性絶縁基板を建物の外側（他の建物や道路等側）に配することによって、太陽光が第１透光性絶縁基板で反射されることによる「眩しさ」や「ぎらつき」の発生を防止できる。   According to the structure of this invention, the unevenness | corrugation is formed in the outer surface of the 1st translucent insulated substrate, and the glare-proof process is performed. Therefore, for example, even when the solar cell module is used for a window or the like, sunlight is first generated by arranging the first light-transmissive insulating substrate on the outside of the building (on the other building or road side). It is possible to prevent the occurrence of “glare” and “glare” due to reflection on the light-transmitting insulating substrate.

上記の発明は、第１透光性絶縁基板がガラス製であってもよい。   In the above invention, the first light-transmissive insulating substrate may be made of glass.

この発明によれば、表面加工が施しやすく、凹凸を形成しやすい。   According to this invention, it is easy to perform surface processing and it is easy to form unevenness.

ところで、オフィスビル等の建物では、建物内部が昼夜問わず、蛍光灯等の照明装置により、照らされている場合がある。
しかしながら、従来の太陽電池モジュールでは、片面受光であったため、太陽光のみで発電され、照明装置による光は発電に利用されていなかった。 By the way, in a building such as an office building, the inside of the building may be illuminated by an illumination device such as a fluorescent lamp regardless of day or night.
However, in the conventional solar cell module, since it was single-sided light reception, it generate | occur | produced only with sunlight and the light by an illuminating device was not utilized for electric power generation.

そこで、請求項６に記載の発明は、第１透光性絶縁基板と、第２透光性絶縁基板と、前記第１透光性絶縁基板と第２透光性絶縁基板に挟まれた光電変換素子を備える太陽電池モジュールを使用する壁面形成部材であって、建物の外壁面を形成する壁面形成部材において、前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板側から、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層の順に積層されたものであり、前記光電変換層は、光を照射したときに光エネルギーを電気エネルギーに変換可能であって、かつ、光の一部を透過するものであり、前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板を平面視したときに、少なくとも光電変換層が除去された開口部を有し、前記太陽電池モジュールは、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記開口部の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、前記太陽電池モジュールは、前記光電変換素子を複数の小片に分割する素子分離溝と、前記光電変換層を部分的に除去した電極接続溝と、前記第１透明電極層を部分的に除去した第１電極分離溝を有しており、前記電極接続溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、前記光電変換素子は、一の小片の第２透明電極層の一部が前記電極接続溝に進入して、他の小片の第１透明電極層に接することによって、前記一の小片と他の小片が電気的に直列接続されており、前記太陽電池モジュールは、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記電極接続溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、前記太陽電池モジュールは、建物の内外の空間を区切るように配されており、建物の内部空間側に第２透光性絶縁基板が配され、建物の外部空間側に第１透光性絶縁基板が配されており、前記第２透明電極層は、透明導電性酸化物で形成されており、前記電極接続溝の溝幅は、前記第１電極分離溝の溝幅よりも広く、９０μｍ以上１２０μｍ以下であり、前記光電変換層は、分光感度が異なる２つの光電変換ユニットを有し、前記２つの光電変換ユニットの内、吸収波長のピークが５５０ｎｍに近い光電変換ユニットが第２透光性絶縁基板側に位置しており、前記２つの光電変換ユニットは、結晶シリコン層を含む結晶系光電変換ユニットと、非晶質シリコン層を含む非晶質系光電変換ユニットであり、前記非晶質系光電変換ユニットは、前記結晶系光電変換ユニットに対して第２透光性絶縁基板側に位置していることを特徴とする壁面形成部材である。
本発明は、上記の太陽電池モジュールを使用する壁面形成部材であって、建物の外壁面を形成する壁面形成部材において、前記太陽電池モジュールは、建物の内外の空間を区切るように配されており、建物の内部空間側に第２透光性絶縁基板が配され、建物の外部空間側に第１透光性絶縁基板が配されており、前記光電変換層は、分光感度が異なる２つの光電変換ユニットを有し、前記２つの光電変換ユニットの内、吸収波長のピークが５５０ｎｍに近い光電変換ユニットが第２透光性絶縁基板側に位置している壁面形成部材に関連する。 Accordingly, the invention described in claim 6 is a first light-transmitting insulating substrate, a second light-transmitting insulating substrate, and a photoelectric sandwiched between the first light-transmitting insulating substrate and the second light-transmitting insulating substrate. A wall surface forming member using a solar cell module including a conversion element, wherein the photoelectric conversion element is a first transparent electrode layer from the first light-transmissive insulating substrate side. , A photoelectric conversion layer, and a second transparent electrode layer are laminated in this order, and the photoelectric conversion layer can convert light energy into electrical energy when irradiated with light, and a part of the light. The photoelectric conversion element has an opening from which at least the photoelectric conversion layer is removed when the first light-transmitting insulating substrate is viewed in plan, and the solar cell module includes the first light-transmitting element. Of the opening when light is irradiated from the conductive insulating substrate side. The solar cell module includes an element isolation groove for dividing the photoelectric conversion element into a plurality of small pieces, and a portion of the photoelectric conversion layer. And the first electrode separation groove from which the first transparent electrode layer is partially removed, and the electrode connection groove forms at least a part of the opening. And the photoelectric conversion element is configured such that a part of the second transparent electrode layer of one small piece enters the electrode connection groove and contacts the first transparent electrode layer of the other small piece. The solar cell modules pass through the inside of the electrode connection groove when irradiated with light from the first light-transmissive insulating substrate side, and the second light-transmissive pieces are connected in series. An optical path to the light insulating substrate, and the solar cell module is It is arranged so as to divide the space inside and outside the building, the second translucent insulating substrate is arranged on the inner space side of the building, and the first translucent insulating substrate is arranged on the outer space side of the building, The second transparent electrode layer is formed of a transparent conductive oxide, and the groove width of the electrode connection groove is larger than the groove width of the first electrode separation groove, and is 90 μm or more and 120 μm or less. The conversion layer has two photoelectric conversion units having different spectral sensitivities, and among the two photoelectric conversion units, the photoelectric conversion unit whose absorption wavelength peak is close to 550 nm is located on the second translucent insulating substrate side. The two photoelectric conversion units are a crystalline photoelectric conversion unit including a crystalline silicon layer and an amorphous photoelectric conversion unit including an amorphous silicon layer, and the amorphous photoelectric conversion unit is For crystalline photoelectric conversion unit It is the wall forming member, characterized in that located in the second transparent insulating substrate side and.
The present invention is a wall surface forming member that uses the above solar cell module, and in the wall surface forming member that forms the outer wall surface of the building, the solar cell module is arranged so as to divide the space inside and outside the building. The second translucent insulating substrate is disposed on the inner space side of the building, the first translucent insulating substrate is disposed on the outer space side of the building, and the photoelectric conversion layer includes two photoelectric transistors having different spectral sensitivities. It has a conversion unit, wherein the two photoelectric conversion units, the photoelectric conversion unit near the peak of the absorption wavelength to 550nm is associated with a second transparent insulating that are located on the substrate side wall surface forming member.

一般的な蛍光灯等の照明装置は、自然光に近づけるために、５５０ｎｍ付近での放射スペクトル強度が高い。
そこで、本発明の構成によれば、吸収波長が５５０ｎｍに近いピークをもつ光電変換ユニットを内部空間側に配している。そのため、室内空間内の照明装置による光を効率よく電気に変換することができる。 A general lighting device such as a fluorescent lamp has a high emission spectrum intensity near 550 nm in order to approach natural light.
Therefore, according to the configuration of the present invention, the photoelectric conversion unit having an absorption wavelength having a peak close to 550 nm is arranged on the inner space side. Therefore, the light by the lighting device in the indoor space can be efficiently converted into electricity.

本発明の太陽電池モジュール及び壁面形成部材によれば、従来に比べて発電面積の急激な低下を抑えつつ、採光機能も得られる。   According to the solar cell module and the wall surface forming member of the present invention, it is possible to obtain a daylighting function while suppressing a rapid decrease in the power generation area as compared with the conventional case.

本発明の第１実施形態の太陽電池モジュールの設置状態を模式的に表す斜視図である。It is a perspective view which represents typically the installation state of the solar cell module of 1st Embodiment of this invention. 図１の太陽電池モジュール近傍を抜き出した概念図である。It is the conceptual diagram which extracted the solar cell module vicinity of FIG. 図２の太陽電池モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the solar cell module of FIG. 図３の太陽電池モジュールの要部の平面図である。It is a top view of the principal part of the solar cell module of FIG. 図４の太陽電池モジュールのＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of the solar cell module of FIG. 図４の太陽電池モジュールのＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of the solar cell module of FIG. 図５の太陽電池モジュールの要部を表す説明図であり、電流の流れを矢印で示している。It is explanatory drawing showing the principal part of the solar cell module of FIG. 5, and has shown the flow of the current with the arrow. 図５及び図６において太陽光の光路を表す説明図であり、（ａ）は図５に対応し、（ｂ）は図６に対応する。5 and FIG. 6 are explanatory diagrams showing an optical path of sunlight, in which (a) corresponds to FIG. 5 and (b) corresponds to FIG. 図５及び図６において太陽光の光路を表す説明図であり、（ａ）は図５に対応し、（ｂ）は図６に対応する。5 and FIG. 6 are explanatory diagrams showing an optical path of sunlight, in which (a) corresponds to FIG. 5 and (b) corresponds to FIG. 一般的な蛍光灯の放射スペクトルと各光電変換ユニットの分光感度の関係を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the relationship between the radiation spectrum of a general fluorescent lamp, and the spectral sensitivity of each photoelectric conversion unit. 本発明の他の実施形態の太陽電池モジュールの設置状態を模式的に表す斜視図である。It is a perspective view which represents typically the installation state of the solar cell module of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の太陽電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the solar cell module of other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、特に断りがない限り、太陽電池モジュール１の上下の位置関係は、図２の姿勢を基準に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the following description, the vertical positional relationship of the solar cell module 1 will be described with reference to the posture of FIG. 2 unless otherwise specified.

第１実施形態の太陽電池モジュール１は、図１に示されるように、オフィスビル等の建物の嵌め込み窓として好適に使用されるものである。
太陽電池モジュール１は、図２に示されるように、縦姿勢で建物の壁５０に取り付けられ、建物の外壁面の一部を形成する壁面形成部材である。
すなわち、太陽電池モジュール１は、通常使用時において、床面に対して垂直方向（鉛直方向）に立ち上がっており、建物内部の室内空間５１と、建物外部の外部空間５２とに区切っている。 The solar cell module 1 of 1st Embodiment is used suitably as a fitting window of buildings, such as an office building, as FIG. 1 shows.
As shown in FIG. 2, the solar cell module 1 is a wall surface forming member that is attached to a wall 50 of a building in a vertical posture and forms a part of the outer wall surface of the building.
That is, the solar cell module 1 stands up in the vertical direction (vertical direction) with respect to the floor surface during normal use, and is divided into an indoor space 51 inside the building and an external space 52 outside the building.

太陽電池モジュール１は、薄膜太陽電池であり、図３に示されるように、第１透光性絶縁基板１０と、第２透光性絶縁基板１１に複数の薄膜で形成された光電変換素子１２が挟まれたものである。
そして、太陽電池モジュール１は、図４に示されるように、光電変換素子１２が複数の小片４７に分割されており、複数の小片４７が直列及び／又は並列接続されてモジュール化されたものである。
太陽電池モジュール１は、図２に示されるように建物の壁５０に取り付けたときに、外部空間５２側（外側）から室内空間５１側（内側）に向けて、第１透光性絶縁基板１０、光電変換素子１２、封止部材１３、及び第２透光性絶縁基板１１の順に積層されている。 The solar cell module 1 is a thin film solar cell, and as shown in FIG. 3, a photoelectric conversion element 12 formed of a plurality of thin films on a first translucent insulating substrate 10 and a second translucent insulating substrate 11. Is sandwiched between.
As shown in FIG. 4, the solar cell module 1 is a module in which the photoelectric conversion element 12 is divided into a plurality of small pieces 47 and the plurality of small pieces 47 are connected in series and / or in parallel. is there.
When the solar cell module 1 is attached to the building wall 50 as shown in FIG. 2, the first light-transmissive insulating substrate 10 is directed from the external space 52 side (outside) toward the indoor space 51 side (inside). The photoelectric conversion element 12, the sealing member 13, and the second light-transmissive insulating substrate 11 are stacked in this order.

第１透光性絶縁基板１０は、図３に示されるように、面状に広がりをもった透光性基板であり、発電に電気的に寄与しない絶縁基板である。
具体的には、第１透光性絶縁基板１０は、板状のガラス基板であり、少なくともの片側の主面に防眩処理がされたものである。
本実施形態の第１透光性絶縁基板１０は、太陽電池モジュール１を建物に取り付けたときに外部空間５２側の面である外側主面に、図５，図６から読み取れるように凹凸１５が形成されている。
第１透光性絶縁基板１０の外側主面の算術平均粗さは、光の正反射光を抑制する観点から０．２５μｍ以上であることが好ましい。
また、凹凸１５を形成する凸部及び凹部の側面による光の散乱光を抑制する観点から１．２５μｍ以下であることが好ましい。 As shown in FIG. 3, the first light-transmissive insulating substrate 10 is a light-transmissive substrate having a planar shape and is an insulating substrate that does not contribute electrically to power generation.
Specifically, the 1st translucent insulated substrate 10 is a plate-shaped glass substrate, and the glare-proof process was performed to the main surface of at least one side.
The first translucent insulating substrate 10 of the present embodiment has irregularities 15 on the outer main surface, which is the surface on the outer space 52 side, when the solar cell module 1 is attached to a building, as can be seen from FIGS. Is formed.
The arithmetic average roughness of the outer principal surface of the first light-transmissive insulating substrate 10 is preferably 0.25 μm or more from the viewpoint of suppressing regular reflection light.
Moreover, it is preferable that it is 1.25 micrometers or less from a viewpoint of suppressing the scattered light of the light by the convex part which forms the unevenness | corrugation 15, and the recessed part.

第１透光性絶縁基板１０は、太陽電池モジュール１を組み立てたときに、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準ずる６０度鏡面光沢度が８パーセント以下であることが好ましい。
この範囲であれば、直接反射による眩しさやぎらつきを抑制できる。 When the solar cell module 1 is assembled, the first light-transmissive insulating substrate 10 preferably has a 60 ° specular glossiness of 8% or less according to JIS Z 8741.
If it is this range, the glare and glare by direct reflection can be suppressed.

第１透光性絶縁基板１０の平均厚みは、第２透光性絶縁基板１１との剛性や設置環境等によって適宜設計されるが、１ｍｍ以上１ｃｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、太陽電池モジュール１を窓として使用する際に十分な強度を持たせることができる。   Although the average thickness of the 1st translucent insulated substrate 10 is suitably designed by the rigidity with the 2nd translucent insulated substrate 11, installation environment, etc., it is preferable that they are 1 mm or more and 1 cm or less. If it is this range, when using the solar cell module 1 as a window, sufficient intensity | strength can be given.

第１透光性絶縁基板１０は、平面視すると、多角形状又は円形状をしている。本実施形態の第１透光性絶縁基板１０は、図４のように、四角形状をしており、２組の対向する２辺を備えている。
すなわち、第１透光性絶縁基板１０は、一方向（縦方向）に直線状に延びた平行に延びた縦辺１６，１７と、縦辺１６，１７に対して直交する方向（横方向）に直線状に平行に延びた横辺１８，１９を備えている。 The first light-transmissive insulating substrate 10 has a polygonal shape or a circular shape when seen in a plan view. As shown in FIG. 4, the first light-transmissive insulating substrate 10 of the present embodiment has a quadrangular shape and includes two sets of two opposing sides.
That is, the first translucent insulating substrate 10 is formed by extending longitudinal sides 16 and 17 extending linearly in one direction (longitudinal direction) and a direction orthogonal to the longitudinal sides 16 and 17 (lateral direction). Are provided with lateral sides 18 and 19 extending linearly in parallel.

光電変換素子１２は、光エネルギーを電気エネルギーとして取り出す半導体素子であり、図５，図６から読み取れるように、２つの透明電極層２０，２２に光電変換層２１が挟まれたものである。
具体的には、光電変換素子１２は、第１透光性絶縁基板１０側から第１透明電極層２０、光電変換層２１、第２透明電極層２２の順に積層されている。 The photoelectric conversion element 12 is a semiconductor element that extracts light energy as electric energy. As can be seen from FIGS. 5 and 6, the photoelectric conversion layer 21 is sandwiched between two transparent electrode layers 20 and 22.
Specifically, the photoelectric conversion element 12 is laminated | stacked in order of the 1st transparent electrode layer 20, the photoelectric conversion layer 21, and the 2nd transparent electrode layer 22 from the 1st translucent insulated substrate 10 side.

第１透明電極層２０は、透明導電膜であり、透光性と導電性を有した層である。
第１透明電極層２０の構成材料としては、透光性と導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性酸化物で形成されている。
なお、第１透明電極層２０は、上記した透明導電性酸化物にドーピング剤を添加したものであってもよい。 The 1st transparent electrode layer 20 is a transparent conductive film, and is a layer which has translucency and electroconductivity.
The constituent material of the first transparent electrode layer 20 is not particularly limited as long as it has translucency and conductivity. For example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) , Tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) and other transparent conductive oxides.
In addition, the 1st transparent electrode layer 20 may add the doping agent to the above-mentioned transparent conductive oxide.

光電変換層２１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を備えた層であり、少なくともＰＩＮ構造又はＰＮ構造を有した半導体層である。
光電変換層２１は、一又は複数の光電変換ユニットから形成されている。 The photoelectric conversion layer 21 is a layer having a function of converting light energy into electric energy, and is a semiconductor layer having at least a PIN structure or a PN structure.
The photoelectric conversion layer 21 is formed from one or a plurality of photoelectric conversion units.

本実施形態の光電変換層２１は、図６の拡大図のように、主に結晶シリコン層から形成される結晶系光電変換ユニット２５と、主に非晶質シリコン層から形成される非晶質系光電変換ユニット２６が接続層２７で接続されたタンデム構造が採用されている。そして、光電変換層２１は、いずれの光電変換ユニット２５，２６もＰＩＮ接合を備えている。
ここでいう「結晶」とは、非晶質以外のものを表す。すなわち、微結晶や多結晶等を含む概念である。 As shown in the enlarged view of FIG. 6, the photoelectric conversion layer 21 of the present embodiment includes a crystalline photoelectric conversion unit 25 formed mainly from a crystalline silicon layer and an amorphous layer formed mainly from an amorphous silicon layer. A tandem structure in which the system photoelectric conversion units 26 are connected by a connection layer 27 is employed. In the photoelectric conversion layer 21, both the photoelectric conversion units 25 and 26 are provided with a PIN junction.
“Crystal” as used herein refers to something other than amorphous. That is, the concept includes microcrystals and polycrystals.

結晶系光電変換ユニット２５は、図６の拡大図のように、第１透明電極層２０側から、ｐ型結晶シリコン系半導体層３０、ｉ型結晶シリコン系半導体層３１、及びｎ型結晶シリコン系半導体層３２がこの順に積層されて形成されるものである。   As shown in the enlarged view of FIG. 6, the crystalline photoelectric conversion unit 25 includes a p-type crystalline silicon based semiconductor layer 30, an i-type crystalline silicon based semiconductor layer 31, and an n-type crystalline silicon based from the first transparent electrode layer 20 side. The semiconductor layer 32 is formed by laminating in this order.

非晶質系光電変換ユニット２６は、第１透明電極層２０側（接続層２７側）から、ｐ型非晶質シリコン系半導体層３５、ｉ型非晶質シリコン系半導体層３６、及びｎ型非晶質シリコン系半導体層３７がこの順に積層されて形成されるものである。   The amorphous photoelectric conversion unit 26 includes a p-type amorphous silicon-based semiconductor layer 35, an i-type amorphous silicon-based semiconductor layer 36, and an n-type from the first transparent electrode layer 20 side (connection layer 27 side). The amorphous silicon based semiconductor layer 37 is formed by being laminated in this order.

接続層２７は、各光電変換ユニット２５，２６を接続する層である。   The connection layer 27 is a layer that connects the photoelectric conversion units 25 and 26.

第２透明電極層２２は、透明導電膜であり、透光性と導電性を有した層である。
第２透明電極層２２の構成材料としては、透光性と導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性酸化物で形成されている。なお、第２透明電極層２２は、上記した透明導電性酸化物にドーピング剤を添加したものであってもよい。 The 2nd transparent electrode layer 22 is a transparent conductive film, and is a layer which has translucency and electroconductivity.
The constituent material of the second transparent electrode layer 22 is not particularly limited as long as it has translucency and conductivity. For example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) , Tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) and other transparent conductive oxides. In addition, the 2nd transparent electrode layer 22 may add the doping agent to the above-mentioned transparent conductive oxide.

封止部材１３は、図５，図６に示されるように、光電変換素子１２を封止する部材であって、第２透光性絶縁基板１１からの押圧力を緩和させる部材である。
封止部材１３は、透光性、ガス封止性及び弾性を有した絶縁フィルムである。
封止部材１３の材質は、上記の機能を備えていれば特に限定されないが、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等熱可塑樹脂に架橋剤を添加したものなどが採用できる。
本実施形態の封止部材１３は、ＥＶＡを採用しており、接着機能も備えている。すなわち、本実施形態の封止部材１３は、光電変換素子１２と第２透光性絶縁基板１１を互いに接着可能となっている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the sealing member 13 is a member that seals the photoelectric conversion element 12 and is a member that relieves the pressing force from the second light-transmissive insulating substrate 11.
The sealing member 13 is an insulating film having translucency, gas sealing properties, and elasticity.
The material of the sealing member 13 is not particularly limited as long as it has the above function. For example, a material obtained by adding a crosslinking agent to a thermoplastic resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) can be used.
The sealing member 13 of the present embodiment employs EVA and has an adhesion function. That is, the sealing member 13 of this embodiment can adhere the photoelectric conversion element 12 and the second light-transmissive insulating substrate 11 to each other.

封止部材１３の平均厚みは、第１透光性絶縁基板１０の厚み等によって適宜設計されるが、太陽電池モジュール１を組み立てた状態、すなわち、接着状態において、十分に封止する観点から０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
また、封止部材１３の平均厚みは、接着状態において、第２透光性絶縁基板１１からの押圧力を十分に緩和させ、光電変換素子１２の損傷を防ぐ観点から０．３ｍｍ以上であることがより好ましい。
封止部材１３の平均厚みは、接着状態において、窓としての採光性を確保する観点から０．８ｍｍ以下であることが好ましい。 The average thickness of the sealing member 13 is appropriately designed depending on the thickness of the first light-transmissive insulating substrate 10 and the like, but is 0 from the viewpoint of sufficient sealing in the assembled state of the solar cell module 1, that is, in the bonded state. It is preferable that it is 2 mm or more.
The average thickness of the sealing member 13 is 0.3 mm or more from the viewpoint of sufficiently reducing the pressing force from the second light-transmissive insulating substrate 11 and preventing damage to the photoelectric conversion element 12 in the bonded state. Is more preferable.
The average thickness of the sealing member 13 is preferably 0.8 mm or less from the viewpoint of securing the daylighting property as a window in the bonded state.

第２透光性絶縁基板１１は、面状に広がりをもった透光性基板であって、発電に電気的に寄与しない絶縁基板である。
具体的には、第２透光性絶縁基板１１は、第１透光性絶縁基板１０と同様、板状のガラス基板であるが、第１透光性絶縁基板１０とは異なり、片面に防眩処理が施されていない。 The second translucent insulating substrate 11 is a translucent substrate having a planar shape and does not contribute electrically to power generation.
Specifically, the second light-transmitting insulating substrate 11 is a plate-like glass substrate, like the first light-transmitting insulating substrate 10, but unlike the first light-transmitting insulating substrate 10, it is protected on one side. Dazzle treatment is not applied.

第２透光性絶縁基板１１の平均厚みは、第１透光性絶縁基板１０との剛性や設置環境等によって適宜設計されるが、１ｍｍ以上１ｃｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、太陽電池モジュール１に十分強度を持たせることができる。   Although the average thickness of the 2nd translucent insulated substrate 11 is suitably designed by rigidity with the 1st translucent insulated substrate 10, installation environment, etc., it is preferable that they are 1 mm or more and 1 cm or less. Within this range, the solar cell module 1 can be sufficiently strong.

続いて、太陽電池モジュール１の構造について説明する。   Next, the structure of the solar cell module 1 will be described.

太陽電池モジュール１は、図５，図６に示されるように、深さの異なる複数の溝によって、各層が複数に区切られて、複数の小片に分割されている。
具体的には、太陽電池モジュール１は、図５に示される横方向断面において、部分的に第１透明電極層２０を除去した第１電極分離溝４０と、部分的に光電変換層２１を除去した電極接続溝４１（開口部）と、部分的に光電変換層２１及び第２透明電極層２２を除去した第１素子分離溝４２（開口部）を有している。また、太陽電池モジュール１は、図６に示される縦方向断面において、部分的に光電変換層２１と第２透明電極層２２を除去した第２素子分離溝４３（開口部）を有している。そして、太陽電池モジュール１は、これらの溝によって複数の区画に分離されて、光電変換素子１２が複数の小片４７に分割されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the solar cell module 1 is divided into a plurality of small pieces by dividing each layer into a plurality of pieces by a plurality of grooves having different depths.
Specifically, the solar cell module 1 has the first electrode separation groove 40 from which the first transparent electrode layer 20 has been partially removed and the photoelectric conversion layer 21 to be partially removed in the cross section in the lateral direction shown in FIG. And the first element isolation groove 42 (opening) from which the photoelectric conversion layer 21 and the second transparent electrode layer 22 are partially removed. Moreover, the solar cell module 1 has the 2nd element separation groove | channel 43 (opening part) which removed the photoelectric converting layer 21 and the 2nd transparent electrode layer 22 partially in the longitudinal direction cross section shown by FIG. . The solar cell module 1 is divided into a plurality of sections by these grooves, and the photoelectric conversion element 12 is divided into a plurality of small pieces 47.

各溝について詳説すると、第１電極分離溝４０は、図５に示されるように第１透光性絶縁基板１０上に積層された第１透明電極層２０を分離する溝である。
第１電極分離溝４０は、第１透光性絶縁基板１０を平面視したときに、第１透光性絶縁基板１０の縦辺１６，１７と平行となっており、縦方向に直線状に延びている。
また、図５のように太陽電池モジュール１を断面視すると、第１電極分離溝４０内には、光電変換層２１の一部が進入しており、光電変換層２１が直接第１透光性絶縁基板１０に接触して第１分離部４５を形成している。すなわち、第１分離部４５は、横方向に隣接する第１透明電極層２０を物理的に複数の小片に分離している。
第１電極分離溝４０の溝幅は、３０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。
このような範囲であれば、隣接する第１透明電極層２０の小片を電気的に分離でき、短絡を防止することができる。 Describing each groove in detail, the first electrode separation groove 40 is a groove for separating the first transparent electrode layer 20 laminated on the first light-transmissive insulating substrate 10 as shown in FIG.
The first electrode separation groove 40 is parallel to the vertical sides 16 and 17 of the first translucent insulating substrate 10 when the first translucent insulating substrate 10 is viewed in plan, and is linear in the vertical direction. It extends.
Further, when the solar cell module 1 is viewed in cross section as shown in FIG. 5, a part of the photoelectric conversion layer 21 has entered the first electrode separation groove 40, and the photoelectric conversion layer 21 directly has the first translucency. A first separation portion 45 is formed in contact with the insulating substrate 10. That is, the first separation unit 45 physically separates the first transparent electrode layer 20 adjacent in the lateral direction into a plurality of small pieces.
The groove width of the first electrode separation groove 40 is preferably 30 μm or more and 80 μm or less.
If it is such a range, the small piece of the adjacent 1st transparent electrode layer 20 can be electrically isolate | separated, and a short circuit can be prevented.

電極接続溝４１は、図５に示されるように、光電変換素子１２のうち、光電変換層２１のみを複数の領域に分離する溝である。
電極接続溝４１は、第１透光性絶縁基板１０を平面視したときに、第１電極分離溝４０と平行となっており、縦方向に直線状に連続的又は間欠的に延びている。
また、図５に示されるように太陽電池モジュール１を断面視すると、電極接続溝４１内には、第２透明電極層２２の一部が進入しており、第２透明電極層２２が直接第１透明電極層２０と接触して電極接続部４６を形成している。
すなわち、この電極接続部４６は、図７に示されるように一の小片４７ａの第２透明電極層２２ａと、当該一の小片４７ａと横方向に隣接する小片４７ｂの第１透明電極層２０ｂとを電気的に接続している。
そのため、各小片４７の光電変換層２１で発生した電流は、図７の矢印に示されるように第２透明電極層２２ｂ側から光電変換層２１ｂを介して第１透明電極層２０ｂ側に向かって流れるが、第１透明電極層２０ｂが電極接続部４６によって第２透明電極層２２ａと電気的に接続されているので、小片４７ｂで発生した電流が隣の小片４７ａの第２透明電極層２２ｂに流れる。このように、横方向に隣接する小片４７ａ，４７ｂは電気的に直列接続されているため、横方向に隣接する小片４７ａ，４７ｂ間を電流が流れていき、電圧が加算されていく。 As shown in FIG. 5, the electrode connection groove 41 is a groove that separates only the photoelectric conversion layer 21 of the photoelectric conversion element 12 into a plurality of regions.
The electrode connection groove 41 is parallel to the first electrode separation groove 40 when the first light-transmissive insulating substrate 10 is viewed in plan, and continuously or intermittently extends linearly in the vertical direction.
Further, when the solar cell module 1 is viewed in cross section as shown in FIG. 5, a part of the second transparent electrode layer 22 enters the electrode connection groove 41, and the second transparent electrode layer 22 is directly connected to the second transparent electrode layer 22. The electrode connection part 46 is formed in contact with the 1 transparent electrode layer 20.
That is, as shown in FIG. 7, the electrode connecting portion 46 includes a second transparent electrode layer 22a of one small piece 47a and a first transparent electrode layer 20b of a small piece 47b laterally adjacent to the one small piece 47a. Are electrically connected.
Therefore, the current generated in the photoelectric conversion layer 21 of each small piece 47 is directed from the second transparent electrode layer 22b side to the first transparent electrode layer 20b side through the photoelectric conversion layer 21b as shown by the arrows in FIG. However, since the first transparent electrode layer 20b is electrically connected to the second transparent electrode layer 22a by the electrode connecting portion 46, the current generated in the small piece 47b is applied to the second transparent electrode layer 22b of the adjacent small piece 47a. Flowing. Thus, since the small pieces 47a and 47b adjacent in the horizontal direction are electrically connected in series, a current flows between the small pieces 47a and 47b adjacent in the horizontal direction, and the voltage is added.

ここで、一般的に透明導電膜は、金属に比べて導電率が低い。そのため、効率よく電流を取り出すためには、第２透明電極層２２と第１透明電極層２０の接触面積が問題となる。
この観点から、電極接続溝４１の溝幅は、６０μｍ以上であることが好ましい。
このような範囲であれば、第２透明電極層２２と第１透明電極層２０間での十分な電通をとることができる。
電極接続溝４１の溝幅を広くすることによって、光透過性は確保することができるが、同等以上の効果を第１素子分離溝４２の溝幅を広くすることによって得ることができる。したがって、電極接続溝４１の溝幅は、十分な電通を確保できる９０μｍ以上であることがより好ましい。
電極接続溝４１の溝幅は、１２０μｍ以下であることが好ましい。
このような範囲であれば、発電面積の減少を抑制することができる。 Here, in general, the conductivity of the transparent conductive film is lower than that of metal. Therefore, in order to take out an electric current efficiently, the contact area of the 2nd transparent electrode layer 22 and the 1st transparent electrode layer 20 becomes a problem.
From this point of view, the groove width of the electrode connection groove 41 is preferably 60 μm or more.
If it is such a range, sufficient electrical connection between the 2nd transparent electrode layer 22 and the 1st transparent electrode layer 20 can be taken.
By increasing the groove width of the electrode connection groove 41, light transmittance can be ensured, but an effect equal to or greater than that can be obtained by increasing the groove width of the first element isolation groove. Therefore, the groove width of the electrode connection groove 41 is more preferably 90 μm or more that can ensure sufficient electrical conduction.
The groove width of the electrode connection groove 41 is preferably 120 μm or less.
If it is such a range, the reduction | decrease in an electric power generation area can be suppressed.

第１素子分離溝４２は、図５に示されるように、光電変換層２１及び第２透明電極層２２の双方を複数の領域に分離する溝であり、光電変換素子１２を複数の小片４７に分割する溝である。
第１素子分離溝４２は、第１透光性絶縁基板１０を平面視したときに、第１電極分離溝４０と平行となっており、縦方向に直線状に延びている。
また、太陽電池モジュール１を断面視すると、第１素子分離溝４２内には、封止部材１３の一部が進入している。 As shown in FIG. 5, the first element separation groove 42 is a groove that separates both the photoelectric conversion layer 21 and the second transparent electrode layer 22 into a plurality of regions, and the photoelectric conversion element 12 is divided into a plurality of small pieces 47. It is a groove to divide.
The first element isolation groove 42 is parallel to the first electrode isolation groove 40 when the first light-transmissive insulating substrate 10 is viewed in plan, and extends linearly in the vertical direction.
Further, when the solar cell module 1 is viewed in cross section, a part of the sealing member 13 enters the first element isolation groove 42.

第１素子分離溝４２の溝幅は、横方向に隣接する小片４７の第２透明電極層２２同士が接触することによる短絡を防止する観点から、５５μｍ以上であることが好ましい。
第１素子分離溝４２の溝幅は、小片４７の面積を十分に確保し、発電面積を確保する観点から、９５μｍ以下であることが好ましい。
第１素子分離溝４２の溝幅は、その内部を経由して光を取り出す観点から、溝幅を広くすることによって光透過性を上昇させることができるが、発電面積を確保する観点からは、溝幅が狭い方が好ましい。
本実施形態では、第１素子分離溝４２の溝幅は、光透過量と発電面積の関係を考慮し、どちらを優先するかによって溝幅を決定することが可能となっている。 The groove width of the first element isolation groove 42 is preferably 55 μm or more from the viewpoint of preventing a short circuit due to contact between the second transparent electrode layers 22 of the small pieces 47 adjacent in the lateral direction.
The groove width of the first element isolation groove 42 is preferably 95 μm or less from the viewpoint of securing a sufficient area of the small piece 47 and securing a power generation area.
From the viewpoint of extracting light through the inside of the first element isolation groove 42, the light transmittance can be increased by widening the groove width, but from the viewpoint of securing a power generation area, It is preferable that the groove width is narrow.
In the present embodiment, the groove width of the first element isolation groove 42 can be determined depending on which is prioritized in consideration of the relationship between the light transmission amount and the power generation area.

第２素子分離溝４３は、図６に示されるように、光電変換層２１及び第２透明電極層２２を複数の領域に分離する溝であり、第１素子分離溝４２とともに光電変換素子１２を複数の小片４７に分割する溝である。
第２素子分離溝４３は、第１透光性絶縁基板１０を平面視したときに、横辺１８，１９と平行となっており、横方向に直線状に延びている。すなわち、第２素子分離溝４３は、第１電極分離溝４０、電極接続溝４１、及び第１素子分離溝４２のいずれとも直交している。 As shown in FIG. 6, the second element separation groove 43 is a groove that separates the photoelectric conversion layer 21 and the second transparent electrode layer 22 into a plurality of regions, and the photoelectric conversion element 12 together with the first element separation groove 42. The groove is divided into a plurality of small pieces 47.
The second element isolation groove 43 is parallel to the lateral sides 18 and 19 when the first light-transmissive insulating substrate 10 is viewed in plan, and extends linearly in the lateral direction. That is, the second element isolation groove 43 is orthogonal to all of the first electrode isolation groove 40, the electrode connection groove 41, and the first element isolation groove 42.

また、図６に示されるように太陽電池モジュール１を断面視すると、第２素子分離溝４３内には、封止部材１３の一部が進入している。   Further, when the solar cell module 1 is viewed in cross section as shown in FIG. 6, a part of the sealing member 13 enters the second element isolation groove 43.

第２素子分離溝４３の溝幅は、発電状態で影がかかった状態で形成されるホットスポットの拡散を抑制する観点から、９０μｍ以上であることが好ましい。
第２素子分離溝４３の溝幅は、小片４７の面積を十分に確保し、発電面積を確保する観点から、１５０μｍ以下であることが好ましい。
第２素子分離溝４３の溝幅は、その内部を経由して光を取り出す観点から、溝幅を広くすることによって光透過性を上昇させることができるが、発電面積を確保する観点からは、溝幅が狭い方が好ましい。
本実施形態では、第２素子分離溝４３の溝幅は、光透過量と発電面積の関係を考慮し、どちらを優先するかによって溝幅を決定することが可能となっている。 The groove width of the second element isolation groove 43 is preferably 90 μm or more from the viewpoint of suppressing the diffusion of hot spots formed in a shaded state in the power generation state.
The groove width of the second element isolation groove 43 is preferably 150 μm or less from the viewpoint of sufficiently securing the area of the small piece 47 and securing the power generation area.
The groove width of the second element isolation groove 43 can increase the light transmittance by widening the groove width from the viewpoint of extracting light via the inside, but from the viewpoint of securing the power generation area, It is preferable that the groove width is narrow.
In the present embodiment, the groove width of the second element isolation groove 43 can be determined depending on which is prioritized in consideration of the relationship between the light transmission amount and the power generation area.

また、太陽電池モジュール１は、第１透光性絶縁基板１０を平面視したときに、電極接続溝４１、第１素子分離溝４２、及び第２素子分離溝４３の開口面積の合計は、第１透光性絶縁基板の面積の０パーセントより大きく２０パーセント以下であることが好ましい。
この範囲であれば、発電面積の減少を抑えつつ、光透過性を確保することができる。 Moreover, when the solar cell module 1 is a plan view of the first light-transmissive insulating substrate 10, the total opening area of the electrode connection groove 41, the first element separation groove 42, and the second element separation groove 43 is It is preferable that it is greater than 0 percent and less than or equal to 20 percent of the area of one translucent insulating substrate.
If it is this range, light transmittance can be ensured, suppressing the reduction | decrease in an electric power generation area.

続いて、本実施形態の太陽電池モジュール１の採光機能について説明する。   Then, the lighting function of the solar cell module 1 of this embodiment is demonstrated.

本実施形態の太陽電池モジュール１は、主に窓として使用される太陽電池である。そのため、太陽電池モジュール１は、室内空間５１へ採光できることが求められる。
そこで、太陽電池モジュール１は、光電変換素子１２の電極層２０，２２としてともに透明導電膜を用いている。そのため、図８の実線矢印で示されるように、外部空間５２から第１透光性絶縁基板１０の入射した太陽光は、光電変換素子１２を通過して第２透光性絶縁基板１１から抜ける。
具体的には、第１透光性絶縁基板１０から入った太陽光は、第１透明電極層２０を通過して光電変換層２１で発電に消費され、残りの太陽光が第２透明電極層２２でほとんど反射されずに第２透光性絶縁基板１１に至る。そして、当該太陽光は、第２透光性絶縁基板１１を通過して室内空間５１に至る。
このように、太陽電池モジュール１は、外部空間５２からの太陽光を室内空間５１に至らすことができるため、窓としての採光機能を発揮することができる。 The solar cell module 1 of this embodiment is a solar cell mainly used as a window. Therefore, the solar cell module 1 is required to be able to take light into the indoor space 51.
Therefore, the solar cell module 1 uses a transparent conductive film as the electrode layers 20 and 22 of the photoelectric conversion element 12. Therefore, as indicated by the solid line arrow in FIG. 8, sunlight incident on the first light-transmissive insulating substrate 10 from the external space 52 passes through the photoelectric conversion element 12 and escapes from the second light-transmissive insulating substrate 11. .
Specifically, the sunlight that has entered from the first light-transmissive insulating substrate 10 passes through the first transparent electrode layer 20 and is consumed by the photoelectric conversion layer 21 for power generation, and the remaining sunlight is the second transparent electrode layer. 22 reaches the second light-transmissive insulating substrate 11 without being substantially reflected. Then, the sunlight passes through the second translucent insulating substrate 11 and reaches the indoor space 51.
Thus, since the solar cell module 1 can reach the indoor space 51 with the sunlight from the external space 52, it can exhibit the daylighting function as a window.

また、図８の破線矢印で示されるように、室内空間５１から第２透光性絶縁基板１１の入射した室内光は、光電変換素子１２の第２透明電極層２２でほとんど反射されずに、光電変換素子１２を通過して第１透光性絶縁基板１０から抜ける。
具体的には、第２透光性絶縁基板１１から入った太陽光は、第２透明電極層２２を通過して光電変換層２１で発電に消費され、残りの太陽光が第１透明電極層２０、第１透光性絶縁基板１０を通過して外部空間５２に至る。 Further, as indicated by the broken line arrow in FIG. 8, the indoor light incident on the second light-transmissive insulating substrate 11 from the indoor space 51 is hardly reflected by the second transparent electrode layer 22 of the photoelectric conversion element 12. It passes through the photoelectric conversion element 12 and leaves the first light-transmissive insulating substrate 10.
Specifically, sunlight that enters from the second light-transmissive insulating substrate 11 passes through the second transparent electrode layer 22 and is consumed by the photoelectric conversion layer 21 for power generation, and the remaining sunlight is consumed by the first transparent electrode layer. 20, passes through the first light-transmissive insulating substrate 10 and reaches the external space 52.

以上のように、太陽電池モジュール１は、外部空間５２からの太陽光及び室内空間５１からの室内光の両方を発電に使用することができ、従来の薄膜太陽電池モジュールに比べて発電量を向上させることができる。   As described above, the solar cell module 1 can use both the sunlight from the external space 52 and the indoor light from the indoor space 51 for power generation, and the power generation amount is improved as compared with the conventional thin film solar cell module. Can be made.

ここで、上記したように光電変換素子１２の電極層２０，２２として、透明導電膜を使用しているため、外部空間５２からの太陽光は室内空間５１に太陽光を取り入れることができる。
しかしながら、第１透光性絶縁基板１０の外側主面に防眩処理が施されていること及び光電変換層２１で消費されることから、通常のガラスからなる窓に比べると採光量が劣り、採光量が十分量に達しない場合がある。また、窓としての機能を重視する場合、採光量は多ければ多いほど好ましい。 Here, since the transparent conductive film is used as the electrode layers 20 and 22 of the photoelectric conversion element 12 as described above, sunlight from the external space 52 can be taken into the indoor space 51.
However, since the outer main surface of the first light-transmissive insulating substrate 10 is subjected to anti-glare treatment and consumed by the photoelectric conversion layer 21, the amount of light collected is inferior compared to a window made of ordinary glass, The amount of light collected may not reach a sufficient level. Further, when importance is attached to the function as a window, the more the amount of light collected, the better.

そこで、本実施形態の太陽電池モジュール１は、図８の矢印で示される光電変換層２１を通過する光路に加えて、図９の矢印に示されるように、光電変換層２１を経由しない光路も備えている。
具体的には、太陽電池モジュール１は、電極接続溝４１、第１素子分離溝４２、及び第２素子分離溝４３の内部を経由する光路も備えている。
そのため、外部空間５２からの太陽光の一部を光電変換層２１で消費されて減衰させることなく、室内空間５１に取り入れることが可能となっており、室内空間５１への採光不足を補うことができる。
このように太陽電池モジュール１は、光電変換層２１を通過する光路に加えて、光電変換層２１を経由しない光路によっても採光可能であるため、窓として十分な採光機能を発揮することができる。 Therefore, in addition to the optical path that passes through the photoelectric conversion layer 21 indicated by the arrow in FIG. 8, the solar cell module 1 of the present embodiment also has an optical path that does not pass through the photoelectric conversion layer 21 as indicated by the arrow in FIG. 9. I have.
Specifically, the solar cell module 1 also includes an optical path that passes through the electrode connection grooves 41, the first element isolation grooves 42, and the second element isolation grooves 43.
Therefore, a part of sunlight from the external space 52 can be taken into the indoor space 51 without being consumed and attenuated by the photoelectric conversion layer 21, and the lack of lighting in the indoor space 51 can be compensated. it can.
As described above, since the solar cell module 1 can perform daylighting not only through the optical path passing through the photoelectric conversion layer 21 but also through the optical path that does not pass through the photoelectric conversion layer 21, it can exhibit a sufficient daylighting function as a window.

ところで、一般住宅等の建物の室内空間では、夜間になると、太陽光が得られないため、蛍光灯等の照明装置を使用して室内空間を照らす。また、オフィスビル等の建物の室内空間では、昼夜問わず、蛍光灯等の照明装置を使用して室内空間を照らすことが多い。
しかし、従来の太陽電池モジュールでは、片面のみ受光可能であったので、受光面を太陽に向けて使用されていた。そのため、従来の太陽電池モジュールの発電可能時間は、昼間に限られており、夜間等において室内空間の蛍光灯等の光を利用して発電することはできなかった。
一方、本実施形態の太陽電池モジュール１であれば、光電変換素子１２の電極層２０，２２がともに透明導電膜で形成されているため、太陽電池モジュール１の両面から受光することが可能である。そのため、たとえ夜間等でも室内空間５１内の照明装置の光を利用して発電することができる。 By the way, in the indoor space of a building such as a general house, since sunlight cannot be obtained at night, the indoor space is illuminated using an illumination device such as a fluorescent lamp. In addition, in indoor spaces of buildings such as office buildings, illumination devices such as fluorescent lamps are often used to illuminate indoor spaces regardless of day or night.
However, since the conventional solar cell module can receive light only on one side, it is used with the light receiving surface facing the sun. Therefore, the power generation time of the conventional solar cell module is limited to the daytime, and it has not been possible to generate power using light such as a fluorescent lamp in the indoor space at night.
On the other hand, in the solar cell module 1 of the present embodiment, since the electrode layers 20 and 22 of the photoelectric conversion element 12 are both formed of a transparent conductive film, it is possible to receive light from both sides of the solar cell module 1. . Therefore, it is possible to generate power using light from the lighting device in the indoor space 51 even at night.

ここで、一般的に、太陽光や蛍光灯が放出する光の放射スペクトルは、図１０に示されるように、ともに５５０ｎｍ付近にピークトップを取ることが知られている。
また、一般的な非晶質シリコンを用いた太陽電池は、図１０に示されるように、３００〜６００ｎｍ付近の波長で主に吸収し、結晶シリコンを用いた太陽電池は、アモルファスシリコンを用いた太陽電池よりも長波長側の６００〜１０００ｎｍ付近の波長で主に吸収することが知られている。
従来、これらの太陽電池が接合された多接合型の太陽電池モジュールは、太陽光の光をより採光して発電効率を高めることに重きが置かれていた。
そのため、より光の取り込みを高める観点から、５５０ｎｍ付近に吸収波長を有する非晶質シリコンを用いた非晶質系光電変換ユニットを受光側（第１透光性絶縁基板１０側）に設け、その上に結晶シリコンを用いた結晶系光電変換ユニット２５を設けていた。
一方、本実施形態の太陽電池モジュール１は、上記したように夜間においても、高効率で発電するべく、室内空間５１側に非晶質系光電変換ユニット２６を設けており、外部空間５２側に結晶系光電変換ユニット２５を設けている。すなわち、５５０ｎｍ付近に主な吸収波長を取る非晶質系光電変換ユニット２６を室内空間側に設けている。そのため、本実施形態の太陽電池モジュール１によれば、夜間においても、高効率で発電することができる。 Here, it is generally known that the emission spectrum of light emitted from sunlight or a fluorescent lamp has a peak top near 550 nm as shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 10, a general solar cell using amorphous silicon absorbs mainly at a wavelength of 300 to 600 nm, and a solar cell using crystalline silicon uses amorphous silicon. It is known that it mainly absorbs at a wavelength near 600 to 1000 nm on the longer wavelength side than the solar cell.
Conventionally, a multi-junction solar cell module in which these solar cells are joined has been focused on increasing the power generation efficiency by collecting more sunlight.
Therefore, an amorphous photoelectric conversion unit using amorphous silicon having an absorption wavelength in the vicinity of 550 nm is provided on the light receiving side (first translucent insulating substrate 10 side) from the viewpoint of further enhancing light capture, A crystalline photoelectric conversion unit 25 using crystalline silicon is provided on the top.
On the other hand, the solar cell module 1 of the present embodiment is provided with the amorphous photoelectric conversion unit 26 on the indoor space 51 side in order to generate power with high efficiency even at night as described above, and on the external space 52 side. A crystal photoelectric conversion unit 25 is provided. That is, the amorphous photoelectric conversion unit 26 having a main absorption wavelength in the vicinity of 550 nm is provided on the indoor space side. Therefore, according to the solar cell module 1 of the present embodiment, it is possible to generate power with high efficiency even at night.

以上のように本実施形態の太陽電池モジュール１であれば、発電面積の急激な低下を抑えつつ、採光機能も得ることができる。   As described above, with the solar cell module 1 of the present embodiment, it is possible to obtain a daylighting function while suppressing a rapid decrease in the power generation area.

上記した実施形態では、溝の溝幅を大きくすることによって、光電変換素子１２の電極層２０，２２を透明にしたことによる採光機能を補填したが、本発明はこれに限定するものではなく、溝幅を狭めて、溝を介する採光機能を付加させなくてもよい。   In the above-described embodiment, the daylighting function by making the electrode layers 20 and 22 of the photoelectric conversion element 12 transparent is compensated by increasing the groove width of the groove, but the present invention is not limited to this. It is not necessary to narrow the groove width and add the daylighting function through the groove.

上記した実施形態では、第２素子分離溝４３は、光電変換層２１及び第２透明電極層２２を除去し、縦方向に隣接する小片４７同士を第１透明電極層２０で接続することで電気的に並列接続としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１透明電極層２０、光電変換層２１、及び第２透明電極層２２の三層を分離して形成してもよい。   In the above-described embodiment, the second element isolation groove 43 is formed by removing the photoelectric conversion layer 21 and the second transparent electrode layer 22 and connecting the small pieces 47 adjacent in the vertical direction with the first transparent electrode layer 20. However, the present invention is not limited to this, and the first transparent electrode layer 20, the photoelectric conversion layer 21, and the second transparent electrode layer 22 may be formed separately. Good.

上記した実施形態では、室内空間５１からの光による発電を効率よく行うために、室内空間５１側に非晶質系光電変換ユニット２６を設け、外部空間５２側に結晶系光電変換ユニット２５を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、室内空間５１側に結晶系光電変換ユニット２５を設け、外部空間５２側に非晶質系光電変換ユニット２６を設けてもよい。   In the embodiment described above, the amorphous photoelectric conversion unit 26 is provided on the indoor space 51 side, and the crystalline photoelectric conversion unit 25 is provided on the external space 52 side in order to efficiently generate power from the light from the indoor space 51. However, the present invention is not limited to this, and the crystalline photoelectric conversion unit 25 may be provided on the indoor space 51 side, and the amorphous photoelectric conversion unit 26 may be provided on the external space 52 side.

上記した実施形態では、結晶系光電変換ユニット２５は、ｐ型結晶シリコン系半導体層３０、ｉ型結晶シリコン系半導体層３１、及びｎ型結晶シリコン系半導体層３２の三層によって形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、各半導体層３０，３１，３２の間に合金層等の他の層が介在していてもよい。また、ｐ型結晶シリコン系半導体層３０及びｎ型結晶シリコン系半導体層３２の２層によって形成されていてもよい。
同様に上記した実施形態では、非晶質系光電変換ユニット２６は、ｐ型非晶質シリコン系半導体層３５、ｉ型非晶質シリコン系半導体層３６、及びｎ型非晶質シリコン系半導体層３７の三層によって形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、各半導体層３５，３６，３７の間に合金層等の他の層が介在していてもよい。また、ｐ型非晶質シリコン系半導体層３５及びｎ型非晶質シリコン系半導体層３７の２層によって形成されていてもよい。 In the above-described embodiment, the crystalline photoelectric conversion unit 25 is formed by three layers of the p-type crystalline silicon based semiconductor layer 30, the i-type crystalline silicon based semiconductor layer 31, and the n-type crystalline silicon based semiconductor layer 32. The present invention is not limited to this, and other layers such as alloy layers may be interposed between the semiconductor layers 30, 31, and 32. Further, it may be formed of two layers, a p-type crystalline silicon based semiconductor layer 30 and an n-type crystalline silicon based semiconductor layer 32.
Similarly, in the above-described embodiment, the amorphous photoelectric conversion unit 26 includes the p-type amorphous silicon-based semiconductor layer 35, the i-type amorphous silicon-based semiconductor layer 36, and the n-type amorphous silicon-based semiconductor layer. However, the present invention is not limited to this, and other layers such as an alloy layer may be interposed between the semiconductor layers 35, 36, and 37. Further, it may be formed of two layers, a p-type amorphous silicon-based semiconductor layer 35 and an n-type amorphous silicon-based semiconductor layer 37.

上記した実施形態では、光電変換素子１２は、２つの光電変換ユニット２５，２６が接合されたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの光電変換ユニットのみを内蔵していてもよいし、３つ以上の光電変換ユニットを内蔵していてもよい。   In the above-described embodiment, the photoelectric conversion element 12 is obtained by bonding the two photoelectric conversion units 25 and 26. However, the present invention is not limited to this, and only one photoelectric conversion unit is incorporated. Or three or more photoelectric conversion units may be incorporated.

上記した実施形態では、光電変換層２１で発電した電気を第１透明電極層２０及び第２透明電極層２２によって取り出していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、各透明電極層２０，２２の表面に金属細線を形成し、これを補助電極として用いてもよい。   In the above-described embodiment, the electricity generated by the photoelectric conversion layer 21 is taken out by the first transparent electrode layer 20 and the second transparent electrode layer 22, but the present invention is not limited to this, and each transparent electrode layer Metal thin wires may be formed on the surfaces of 20, 22 and used as auxiliary electrodes.

上記した実施形態では、太陽電池モジュールを窓として使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１１のようにベランダやバルコニーの手すりの一部として使用しても良い。   In the above-described embodiment, the solar cell module is used as the window, but the present invention is not limited to this. For example, the solar cell module may be used as a part of a handrail on a veranda or a balcony as shown in FIG.

上記した実施形態では、封止部材としてシート状の部材を光電変換素子１２上にかぶせて封止性を高めたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１２に示されるように第１透光性絶縁基板１０と第２透光性絶縁基板１１を接着剤６０で接着することによって封止してもよい。   In the above-described embodiment, a sheet-like member is covered as a sealing member on the photoelectric conversion element 12 to improve sealing performance. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The first translucent insulating substrate 10 and the second translucent insulating substrate 11 may be sealed by bonding with an adhesive 60.

上記した実施形態では、第１電極分離溝４０、電極接続溝４１、及び第１素子分離溝４２が縦辺１６，１７と平行となっており、第２素子分離溝４３が横辺１８，１９と平行となっていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１電極分離溝４０、電極接続溝４１、及び第１素子分離溝４２が横辺１８，１９と平行となっており、第２素子分離溝４３が縦辺１６，１７と平行となっていてもよい。要するに、太陽電池モジュール１の縦横の位置関係が逆転していてもよい。   In the above-described embodiment, the first electrode separation groove 40, the electrode connection groove 41, and the first element separation groove 42 are parallel to the vertical sides 16 and 17, and the second element separation groove 43 is the horizontal sides 18 and 19. However, the present invention is not limited to this, and the first electrode separation groove 40, the electrode connection groove 41, and the first element separation groove 42 are parallel to the lateral sides 18 and 19. The second element isolation groove 43 may be parallel to the vertical sides 16 and 17. In short, the vertical and horizontal positional relationship of the solar cell module 1 may be reversed.

１ 太陽電池モジュール（壁面形成部材）
１０ 第１透光性絶縁基板
１１ 第２透光性絶縁基板
１２ 光電変換素子
１３ 封止部材
１５ 凹凸
２０ 第１透明電極層
２１ 光電変換層
２２ 第２透明電極層
２５ 結晶系光電変換ユニット（光電変換ユニット）
２６ 非結晶系光電変換ユニット（光電変換ユニット）
４１ 電極接続溝（開口部）
４２ 第１素子分離溝（開口部）
４３ 第１素子分離溝（開口部）
５１ 室内空間（内部空間）
５２ 外部空間 1 Solar cell module (wall forming member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st translucent insulated substrate 11 2nd translucent insulated substrate 12 Photoelectric conversion element 13 Sealing member 15 Concavity and convexity 20 1st transparent electrode layer 21 Photoelectric conversion layer 22 2nd transparent electrode layer 25 Crystalline photoelectric conversion unit (photoelectric Conversion unit)
26 Amorphous photoelectric conversion unit (photoelectric conversion unit)
41 Electrode connection groove (opening)
42 First element isolation groove (opening)
43 First element isolation groove (opening)
51 Indoor space (internal space)
52 External space

Claims (6)

第１透光性絶縁基板と、第２透光性絶縁基板と、前記第１透光性絶縁基板と第２透光性絶縁基板に挟まれた光電変換素子を備える太陽電池モジュールにおいて、
前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板側から、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層の順に積層されたものであり、
前記光電変換層は、光を照射したときに光エネルギーを電気エネルギーに変換可能であって、かつ、光の一部を透過するものであり、
前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板を平面視したときに、少なくとも光電変換層が除去された開口部を有し、
第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記開口部の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、
前記光電変換素子を複数の小片に分割する素子分離溝と、前記光電変換層を部分的に除去した電極接続溝と、前記第１透明電極層を部分的に除去した第１電極分離溝を有し、
前記電極接続溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、
前記光電変換素子は、一の小片の第２透明電極層の一部が前記電極接続溝に進入して、他の小片の第１透明電極層に接することによって、前記一の小片と他の小片が電気的に直列接続されており、
第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記電極接続溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、
前記第２透明電極層は、透明導電性酸化物で形成されており、
前記電極接続溝の溝幅は、前記第１電極分離溝の溝幅よりも広く、９０μｍ以上１２０μｍ以下であることを特徴とする太陽電池モジュール。 In a solar cell module comprising a first light-transmissive insulating substrate, a second light-transmissive insulating substrate, and a photoelectric conversion element sandwiched between the first light-transmissive insulating substrate and the second light-transmissive insulating substrate,
The photoelectric conversion element is laminated in the order of the first transparent electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second transparent electrode layer from the first translucent insulating substrate side.
The photoelectric conversion layer is capable of converting light energy into electrical energy when irradiated with light, and transmits a part of the light,
The photoelectric conversion element has an opening from which at least the photoelectric conversion layer is removed when the first light-transmissive insulating substrate is viewed in plan view,
When irradiating light from the first translucent insulating substrate side, the optical path passes through the inside of the opening and reaches the second translucent insulating substrate ,
An element separation groove for dividing the photoelectric conversion element into a plurality of small pieces, an electrode connection groove from which the photoelectric conversion layer is partially removed, and a first electrode separation groove from which the first transparent electrode layer is partially removed. And
The electrode connection groove forms at least a part of the opening,
In the photoelectric conversion element, a part of the second transparent electrode layer of one piece enters the electrode connection groove and contacts the first transparent electrode layer of the other piece, whereby the one piece and the other piece. Are electrically connected in series,
When irradiating light from the first translucent insulating substrate side, the light path passes through the inside of the electrode connection groove and reaches the second translucent insulating substrate,
The second transparent electrode layer is made of a transparent conductive oxide,
The solar cell module, wherein a groove width of the electrode connection groove is 90 μm or more and 120 μm or less wider than a groove width of the first electrode separation groove. 光電変換素子を基準として前記第１透光性絶縁基板の外側の主面には、凹凸が形成されており、Concavities and convexities are formed on the outer principal surface of the first light-transmissive insulating substrate with respect to the photoelectric conversion element,
前記外側の主面は、算術平均粗さが０．２５μｍ以上１．２５μｍ以下であって、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準ずる６０度鏡面光沢度が８パーセント以下であり、The outer main surface has an arithmetic average roughness of 0.25 μm or more and 1.25 μm or less, and a 60-degree specular gloss according to JIS Z 8741 is 8% or less,
前記光電変換層は、分光感度が異なる２つの光電変換ユニットを有し、The photoelectric conversion layer has two photoelectric conversion units having different spectral sensitivities,
前記２つの光電変換ユニットは、結晶シリコン層を含む結晶系光電変換ユニットと、非晶質シリコン層を含む非晶質系光電変換ユニットであり、The two photoelectric conversion units are a crystalline photoelectric conversion unit including a crystalline silicon layer and an amorphous photoelectric conversion unit including an amorphous silicon layer,
前記非晶質系光電変換ユニットは、前記結晶系光電変換ユニットに対して第２透光性絶縁基板側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。2. The solar cell module according to claim 1, wherein the amorphous photoelectric conversion unit is located on a second light-transmissive insulating substrate side with respect to the crystalline photoelectric conversion unit. 前記素子分離溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、
前記複数の小片は、それぞれ電気的に直列接続又は並列接続されており、
第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記素子分離溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。 Before SL isolation trench is to form at least part of said opening,
The plurality of small pieces are electrically connected in series or in parallel,
2. An optical path that passes through the inside of the element isolation groove when irradiated with light from the first translucent insulating substrate side and reaches the second translucent insulating substrate. 3. The solar cell module according to 1 or 2 . 第１透光性絶縁基板を平面視したときに、前記開口部の開口面積は、第１透光性絶縁基板の面積の２０パーセント以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。   The opening area of the opening is 20% or less of the area of the first translucent insulating substrate when the first translucent insulating substrate is viewed in plan. The solar cell module according to. フィルム状の封止部材を有し、
前記封止部材は、光電変換素子を封止するものであって、かつ、弾性を有し、
前記封止部材は、その大部分が光電変換素子と第２透光性絶縁基板との間に配されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。 Having a film-like sealing member,
The sealing member seals the photoelectric conversion element and has elasticity.
5. The solar cell module according to claim 1, wherein most of the sealing member is disposed between the photoelectric conversion element and the second light-transmissive insulating substrate. 第１透光性絶縁基板と、第２透光性絶縁基板と、前記第１透光性絶縁基板と第２透光性絶縁基板に挟まれた光電変換素子を備える太陽電池モジュールを使用する壁面形成部材であって、
建物の外壁面を形成する壁面形成部材において、
前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板側から、第１透明電極層、光電変換層、第２透明電極層の順に積層されたものであり、
前記光電変換層は、光を照射したときに光エネルギーを電気エネルギーに変換可能であって、かつ、光の一部を透過するものであり、
前記光電変換素子は、第１透光性絶縁基板を平面視したときに、少なくとも光電変換層が除去された開口部を有し、
前記太陽電池モジュールは、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記開口部の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、
前記太陽電池モジュールは、前記光電変換素子を複数の小片に分割する素子分離溝と、前記光電変換層を部分的に除去した電極接続溝と、前記第１透明電極層を部分的に除去した第１電極分離溝を有しており、
前記電極接続溝は、前記開口部の少なくとも一部を形成するものであり、
前記光電変換素子は、一の小片の第２透明電極層の一部が前記電極接続溝に進入して、他の小片の第１透明電極層に接することによって、前記一の小片と他の小片が電気的に直列接続されており、
前記太陽電池モジュールは、第１透光性絶縁基板側から光を照射したときに、前記電極接続溝の内部を経由して通過し、第２透光性絶縁基板に至る光路を備えており、
前記太陽電池モジュールは、建物の内外の空間を区切るように配されており、
建物の内部空間側に第２透光性絶縁基板が配され、建物の外部空間側に第１透光性絶縁基板が配されており、
前記第２透明電極層は、透明導電性酸化物で形成されており、
前記電極接続溝の溝幅は、前記第１電極分離溝の溝幅よりも広く、９０μｍ以上１２０μｍ以下であり、
前記光電変換層は、分光感度が異なる２つの光電変換ユニットを有し、
前記２つの光電変換ユニットの内、吸収波長のピークが５５０ｎｍに近い光電変換ユニットが第２透光性絶縁基板側に位置しており、
前記２つの光電変換ユニットは、結晶シリコン層を含む結晶系光電変換ユニットと、非晶質シリコン層を含む非晶質系光電変換ユニットであり、
前記非晶質系光電変換ユニットは、前記結晶系光電変換ユニットに対して第２透光性絶縁基板側に位置していることを特徴とする壁面形成部材。 Wall surface using a solar cell module comprising a first light-transmissive insulating substrate, a second light-transmissive insulating substrate, and a photoelectric conversion element sandwiched between the first light-transmissive insulating substrate and the second light-transmissive insulating substrate A forming member,
In the wall forming member that forms the outer wall of the building,
The photoelectric conversion element is laminated in the order of the first transparent electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second transparent electrode layer from the first translucent insulating substrate side.
The photoelectric conversion layer is capable of converting light energy into electrical energy when irradiated with light, and transmits a part of the light,
The photoelectric conversion element has an opening from which at least the photoelectric conversion layer is removed when the first light-transmissive insulating substrate is viewed in plan view,
When the solar cell module is irradiated with light from the first light-transmissive insulating substrate side, the solar cell module includes an optical path that passes through the opening and reaches the second light-transmissive insulating substrate.
The solar cell module includes an element separation groove for dividing the photoelectric conversion element into a plurality of small pieces, an electrode connection groove from which the photoelectric conversion layer is partially removed, and a first transparent electrode layer from which the first transparent electrode layer is partially removed. 1 electrode separation groove,
The electrode connection groove forms at least a part of the opening,
In the photoelectric conversion element, a part of the second transparent electrode layer of one piece enters the electrode connection groove and contacts the first transparent electrode layer of the other piece, whereby the one piece and the other piece. Are electrically connected in series,
When the solar cell module is irradiated with light from the first light-transmissive insulating substrate side, the solar cell module has an optical path that passes through the inside of the electrode connection groove and reaches the second light-transmissive insulating substrate;
The solar cell module is arranged to divide the space inside and outside the building,
A second translucent insulating substrate is disposed on the inner space side of the building, and a first translucent insulating substrate is disposed on the outer space side of the building;
The second transparent electrode layer is made of a transparent conductive oxide,
The groove width of the electrode connection groove is wider than the groove width of the first electrode separation groove, and is 90 μm or more and 120 μm or less,
The photoelectric conversion layer has two photoelectric conversion units having different spectral sensitivities,
Among the two photoelectric conversion units, the photoelectric conversion unit whose absorption wavelength peak is close to 550 nm is located on the second translucent insulating substrate side ,
The two photoelectric conversion units are a crystalline photoelectric conversion unit including a crystalline silicon layer and an amorphous photoelectric conversion unit including an amorphous silicon layer,
The amorphous photoelectric conversion unit is located on the second light-transmissive insulating substrate side with respect to the crystalline photoelectric conversion unit .
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