JPS62124779A - Solar cell module - Google Patents
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- JPS62124779A JPS62124779A JP60264647A JP26464785A JPS62124779A JP S62124779 A JPS62124779 A JP S62124779A JP 60264647 A JP60264647 A JP 60264647A JP 26464785 A JP26464785 A JP 26464785A JP S62124779 A JPS62124779 A JP S62124779A
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は光電変換効率を改善した太陽電池モジュールの
構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a structure of a solar cell module with improved photoelectric conversion efficiency.
第８図は従来技術の一例を示す太陽電池モジュールの概
略側断面図であシ、１２は透明なガラス板など機械的構
造材を兼ねた表面材、１４はプラスチックフィルム、プ
ラスチックフィルムト金属箔のラミネート材など防湿と
機械的保護を兼ねた裏面材、６Ａは単結晶シリコン太陽
電池素子、１８は透明な封止樹脂であり、表面材１２の
背後に互いに間隔部２０をおいて配された複数の太陽電
池素子６Ａからなる太陽電池素子群６および裏面材１４
が封止樹脂１８により表面材１２に固着され、一体化し
た太陽電池モジュールが形成されている。ところで、上
述のように構成された太陽電池モジエールにおいては、
個々の太陽電池素子６Ａに直接入射する太陽光線１００
のみによって発電が行われ、各素子間の間隔部２０を介
して裏面材１４に入射する太陽光線１１０を発電に利用
するまでには至らなかった。FIG. 8 is a schematic side sectional view of a solar cell module showing an example of the prior art, in which 12 is a surface material that also serves as a mechanical structural material such as a transparent glass plate, 14 is a plastic film, a plastic film and a metal foil. 6A is a single crystal silicon solar cell element, 18 is a transparent sealing resin, and a plurality of backing materials such as a laminate material are arranged at intervals 20 from each other. A solar cell element group 6 consisting of solar cell elements 6A and a back material 14
is fixed to the surface material 12 with a sealing resin 18, forming an integrated solar cell module. By the way, in the solar cell module configured as described above,
100 solar rays directly incident on each solar cell element 6A
However, it has not been possible to utilize the sunlight 110 that enters the back material 14 through the spacer 20 between the elements for power generation.
第９図は改良された従来技術を示す原理的説明図（特開
昭５５−９５００号公報参照）であシ、太陽電池素子３
Ａ相互の間隔部２Ｄに対向する裏面材１４の表面に太陽
光線の乱反射面１６を形成し、この乱反射面１６に入射
した太陽光線１１０を反射させ、この反射光ａｌ１２０
を表面材１２の上面１７で太陽電池素子３ＡｔＣ向けて
再び反射させること釦より、間隔部２０に入射した太陽
光線１１０を発電に寄与させるよう構成されておυ、例
えば白色ポリエステルからなる乱反射面と太陽電池素子
の上面部分における厚さが約２．５ ｗｎの封止樹脂か
らなる太陽電池モジュールにおける発電ｉｔを乱反射面
を持たない太陽電池モジュールのそれに比べ最高１０％
高めたと報告されている。FIG. 9 is a principle explanatory diagram showing an improved conventional technique (see Japanese Patent Application Laid-open No. 55-9500).
A sunlight diffused reflection surface 16 is formed on the surface of the back material 14 facing the mutually spaced part 2D of A, and the sunlight 110 incident on this diffused reflection surface 16 is reflected, and this reflected light al120
It is configured such that the sunlight 110 incident on the spacer 20 is reflected again toward the solar cell element 3AtC on the upper surface 17 of the surface material 12 to contribute to power generation. The power generation IT in a solar cell module made of a sealing resin with a thickness of approximately 2.5 wn on the upper surface of the solar cell element is up to 10% compared to that of a solar cell module without a diffused reflection surface.
It is reported that it has increased.
第１０図は太陽光線の分光スペクトル曲線および単結晶
シリコン太陽電池素子の分光感度特性線図（相対値）で
あシ、太陽電池素子の発電【寄与しうる分光感度曲線５
１は光の波長が４１０ないし１０５０−μｍの範囲のほ
ぼ７２０−μｍにピーク値を有するなだらかな山形の特
性であるのに対し、太陽光線の分光スペクトル曲線５２
は約４５０Ｐにピーク値を有する短波長側で急しゅんな
山形特性を示し、太陽電池素子の発電に十分寄与し得な
い短波長側の光エネルギーを多く含んでいる。したがっ
て前述の改良された従来技術においては裏面材２に射し
込んだ太陽光線の短波長側の光エネルギーを十分には活
用し得ないという問題点がある。Figure 10 is a spectral curve of sunlight and a spectral sensitivity characteristic diagram (relative values) of a single crystal silicon solar cell element.
1 has a gentle mountain-shaped characteristic with a peak value at approximately 720-μm in the wavelength range of 410 to 1050-μm, whereas the spectral curve 52 of sunlight
exhibits a sharp mountain-shaped characteristic on the short wavelength side with a peak value at about 450P, and contains a large amount of light energy on the short wavelength side that cannot sufficiently contribute to the power generation of the solar cell element. Therefore, in the above-mentioned improved conventional technology, there is a problem in that the light energy on the shorter wavelength side of the sunlight that enters the back material 2 cannot be fully utilized.
本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、裏面材側
に入射する太陽光線の短波長成分を太陽電池素子群の発
電に活用でき、したがって発電効率の向上効果の大きい
太陽電池モジュールを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and provides a solar cell module that can utilize short wavelength components of sunlight incident on the back material side for power generation by a group of solar cell elements, and therefore has a large effect of improving power generation efficiency. The purpose is to
本発明は、蛍光塗料が短波長側の光エネルギーを受けて
入射光線よシ長波長側に変換された蛍光を発する特性を
有し、かつ太陽光線の透過を大きくは阻害しない半透明
の塗膜を形成し得るものであることに着目し、裏面材の
表面材に対向する面側如白色反対層を形成するとともに
、この白色反射層の表面に太陽電池素子の分光感度スペ
クトルの高感度波長領域忙ピーク値を有する蛍光を発生
する蛍光塗料膜を太陽光線の透過を大きく阻害しない程
度の所定の厚みで形成し、かつ紫外線吸収剤を含まない
封止樹脂を用いて太陽電池モジーールを一体化形成する
よう構成したことにより、蛍光塗料膜を透過して白色反
射面で反射された反射光と、太陽光線中の短波長側の光
エネルギーを蛍光塗料膜が受けて発する太陽電池素子の
高感度波長領域にピーク値を有する蛍光とが合成される
ことＫよシ増幅された合成光（以下合成反射光とよぶ）
を表面材の表面で太陽電池素子に向けて内面反射させる
ことにより、太陽電池素子相互の間隔部から裏面材側に
射し込んだ太陽光線を太陽電池素子の高感度領域より短
波長側の光エネルギーまでを含めて発電に利用できるよ
う建したものである。The present invention provides a semi-transparent coating film in which the fluorescent paint has the property of receiving short wavelength light energy and emitting fluorescence converted from the incident light beam to the long wavelength side, and which does not significantly inhibit the transmission of sunlight. Focusing on the fact that it is possible to form A fluorescent paint film that generates fluorescence with a high peak value is formed at a predetermined thickness that does not significantly impede the transmission of sunlight, and a solar cell module is integrally formed using a sealing resin that does not contain an ultraviolet absorber. By configuring it to Combined light (hereinafter referred to as combined reflected light) that is amplified by combining fluorescence with a peak value in the region
By internally reflecting the light toward the solar cell element on the surface of the surface material, sunlight that enters the back surface material from the space between the solar cell elements is converted into light with shorter wavelengths than the high-sensitivity region of the solar cell element. It was built so that it could be used for power generation, including energy.
以下本発明を実施例に基づいて説明する。 The present invention will be explained below based on examples.
第１図は本発明の実施例を示す概略平面図、第２図は実
施例における要部の側断面図である。図において、太陽
電池モジ瓢−ル１は、厚み′５ｒｒｒｍ前後の支持構造
材を兼ねた透明なガラス板からなる表面材２１表面材２
の背後に相互に間隔部２０を保持するよう所定のパター
ンで配列された複数の単結晶形シリコン太陽電池素子３
Ａからなる太陽電池素子群３１表面材２に対向する面側
にポリふり化エチレンの白色フィルムからなる白色反射
層５を背面側にアルミニウム箔などの金属箔６を配した
複合シート材からなる裏面材４．白色反射層５の表面に
厚み約５０μｍに均一に塗布された蛍光塗料膜７．およ
び表面材２と蛍光塗料膜７が形成された裏面材４との間
に隙間なく充填されて太陽電池モジエール１を一体化形
成する紫外線吸収剤を含まないポリエチレン・酢酸ビニ
ル共重合体からなる透明な封止樹脂層（結合剤）８との
積層組立体からなシ、長方形に形成された厚み数園の板
状の太陽電池モジュールの周縁部には支持枠９が固着さ
れ、表面材２が太陽光線の受光面となるよう支持枠９を
介して架台に取付けられるよう構成されている。蛍光塗
料＠７としては、第１０における太陽光の分光スペクト
ル曲線５２のピーク値近傍の短波長光エネルギーにより
励起されて５００ないし７００ｍμｍ領域の波長の蛍光
を発し、かつ太陽光線の透過を阻害しない薄く透明なも
のであることが望ましく、例えばシンロイヒ社製の商品
名ロイヒカラーネオＲ中の、蛍光色がレモンイ二ロー、
オレンジイエロー、オレンジ、レッドオレンジ等が適し
ている。FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view of main parts in the embodiment. In the figure, a solar cell module 1 has a surface material 21 made of a transparent glass plate that also serves as a support structure material and has a thickness of about 5 rrrm.
A plurality of single-crystal silicon solar cell elements 3 arranged in a predetermined pattern so as to maintain a space 20 between them behind the
A back surface made of a composite sheet material with a white reflective layer 5 made of a white polyfluorinated ethylene film on the side facing the surface material 2 and a metal foil 6 such as aluminum foil on the back side. Material 4. 7. A fluorescent paint film uniformly applied to a thickness of about 50 μm on the surface of the white reflective layer 5. and a transparent material made of polyethylene/vinyl acetate copolymer containing no ultraviolet absorber, which is filled without any gap between the surface material 2 and the back material 4 on which the fluorescent paint film 7 is formed to integrally form the solar cell module 1. A support frame 9 is fixed to the periphery of a rectangular plate-shaped solar cell module with a thickness of several orders of magnitude, and the surface material 2 is a laminated assembly with a sealing resin layer (binder) 8. It is configured to be attached to a frame via a support frame 9 so as to serve as a light-receiving surface for sunlight. The fluorescent paint @7 is a thin paint that emits fluorescence with a wavelength in the 500 to 700 mμm range when excited by short wavelength light energy near the peak value of the sunlight spectrum curve 52 in No. 10, and that does not impede the transmission of sunlight. It is preferable that it is transparent, for example, the fluorescent color of Lemon Ijiro in the product name Roihi Color Neo R manufactured by Shinroihi Co., Ltd.
Orange-yellow, orange, red-orange, etc. are suitable.
第５図は実施例における発電電力の向上現象の直に入射
した太陽光線１１０の一部は、はぼ透明な薄い蛍光塗料
膜７を透過して裏面材４の白色反射層５０表面に到達し
、図中破線で示す反射光１３０となって表面材２側に進
み、表面材２の空気との境界面に対してなす角度が臨界
角を超えた光線は内面反射して太陽電池素子３ＡＫ到達
し発電に寄与する。−ガス射光１１０を受けることによ
り蛍光塗料膜７で発生した蛍光１４０は上記反射光１３
０と同様に表面材２で内部反射して太陽電池素子３ＡＫ
到達し発電に寄与する。したがって、蛍光塗料膜７を太
陽電池素子５Ａの高感度領域よシ短波長側の光エネルギ
ーにより励起されて高感度領域の波長の蛍光を発するよ
う構成することにより、反射光１３０と蛍光１４０が合
成された合成反射光の光エネルギーを従来技術における
反射光１２０に比べて大きくすることができる。FIG. 5 shows a phenomenon in which the generated power is improved in the example. A part of the directly incident sunlight 110 passes through the almost transparent thin fluorescent paint film 7 and reaches the surface of the white reflective layer 50 of the backing material 4. , the reflected light 130 shown by the broken line in the figure travels toward the surface material 2, and the light whose angle with respect to the interface between the surface material 2 and the air exceeds the critical angle is internally reflected and reaches the solar cell element 3AK. and contributes to power generation. - The fluorescence 140 generated in the fluorescent paint film 7 by receiving the gas emitted light 110 is reflected by the reflected light 13.
Similar to 0, the solar cell element 3AK is internally reflected by the surface material 2.
and contribute to power generation. Therefore, by configuring the fluorescent paint film 7 to be excited by light energy on the short wavelength side of the high-sensitivity region of the solar cell element 5A and emit fluorescence with a wavelength in the high-sensitivity region, the reflected light 130 and the fluorescence 140 are combined. The optical energy of the resulting combined reflected light can be increased compared to the reflected light 120 in the prior art.
第４図は前述の実施例における反射光の増幅現象を示す
特性線図であシ、曲＃５４は白色反射面上に厚み５０μ
ｍのレモンイエローの蛍光を発する蛍光塗料膜を形成し
た場合の合成反射光の反射率曲線を、曲線５６は蛍光塗
料膜が無い白色反射面における反射率曲線を、それぞれ
入射太陽光スペクトル（第１０図の曲線５２に相当する
）を１００としてその比率で表わしたもので、いずれも
表面材や封止樹脂の無い状態における反射率を示したも
のである。図において、白色反射面の反射率は曲線５３
に示すように太陽光スペクトルの波長に無関係にほぼ８
０％の太陽光スペクトルを反射するのに対し、蛍光塗料
膜を形成した場合には曲線５４に示すように、５４０ｒ
ｒＬμｍ付近で反射率のピーク値１５０％を示し、白色
反射面からの反射光により裾が広がった山形特性を示し
、白色反シ、約５００から３００？ＦＬμｍ領域の合成
反射光の反射率を大幅に増強することができる。Fig. 4 is a characteristic diagram showing the amplification phenomenon of reflected light in the above-mentioned embodiment.
Curve 56 shows the reflectance curve of the synthetic reflected light when a fluorescent paint film that emits lemon yellow fluorescence of (corresponding to curve 52 in the figure) is set as 100, and is expressed as a ratio, and both show the reflectance in a state without a surface material or sealing resin. In the figure, the reflectance of the white reflective surface is curve 53.
As shown in Figure 1, approximately 8
While it reflects 0% of the sunlight spectrum, when a fluorescent paint film is formed, it reflects 540 r as shown in curve 54.
It exhibits a peak reflectance value of 150% near rLμm, exhibits a mountain-shaped characteristic with a widened base due to the light reflected from the white reflective surface, and has a white reciprocity of about 500 to 300? The reflectance of synthetic reflected light in the FL μm region can be significantly enhanced.
また第４図の曲線５４で示す合成反射率を有する蛍光塗
料膜を用いて製作した前述の実施例における太陽電池モ
ジュールの発電量を、黒色板上に配されたモジュール化
されていない太陽電池素子群のそれと比較した結果、実
施例のように構成することにより約１．１６倍の発電量
が得られ、従来活用されなかった４００ｍμｍ前後の波
長の光エネルギーを蛍光塗料膜により５００ないし７０
０１μｍの光に変換して太陽電池素子に入射させること
ができ、比較例として検討した白色反射面のみの太陽電
池モジエールの発電量の増加率１．０８倍に比べても遥
かに大きな発電量の増加率を得ることができた。In addition, the power generation amount of the solar cell module in the above-mentioned example manufactured using a fluorescent paint film having a composite reflectance shown by curve 54 in FIG. As a result of comparison with that of the group, it was found that the power generation amount was approximately 1.16 times greater by configuring the structure as in the example, and that the light energy of a wavelength of around 400 mμm, which had not been utilized in the past, could be transferred to 500 to 700 mμm using the fluorescent paint film.
It is possible to convert the light into 0.1 μm light and make it incident on the solar cell element, and the power generation amount is much larger than the 1.08 times increase rate of the power generation amount of the solar cell module with only a white reflective surface, which was considered as a comparative example. We were able to obtain an increase rate.
第５図は異なる蛍光塗料膜の合成反射率特性線図であり
、曲線５５はブルー、曲線５６はグリーン、曲線５７は
オレンジイエロー、曲線５８はオレンジ、曲線５９はレ
ッドオレンジ、曲線３０はレッドの蛍光を発する厚み５
０μｍの蛍光塗料膜を白色反射面上に形成した場合の特
性をそれぞれ示したものである。図から明らかなように
、ブルー（曲線５５）で約４３０”Ｌμ”Ｌｌ グリー
ン（曲線５６）で約５２’０−μ乳、オレンジイエロー
（曲線５７）で約５９０？ｙＬμｍｎｔ 、オレンジ（
曲＃１１５８）で約６２０ｍ１１ｍ 、レッドオレンジ
（曲線５９）で約６３０ ？ＦＬ １１ｒｒＬ、レッド
（曲線３０）で約７００ｍμｍにピーク値を有する山形
特性を示し、ことに曲線５８では入射太陽スペクトルの
１３０％９曲線５７．５９においてはそれぞれ１５０％
に相応する蛍光を発するのに対し、曲線５５（ブルー）
では１００％２曲線５６（グリーン）では１１０％２曲
線５８（レッド）では１２０％程度に低下する。FIG. 5 is a composite reflectance characteristic diagram of different fluorescent paint films, where curve 55 is blue, curve 56 is green, curve 57 is orange-yellow, curve 58 is orange, curve 59 is red-orange, and curve 30 is red. Thickness that emits fluorescence 5
This figure shows the characteristics when a 0 μm fluorescent paint film is formed on a white reflective surface. As is clear from the figure, blue (curve 55) is about 430"Lμ"L, green (curve 56) is about 52'0-μ, and orange-yellow (curve 57) is about 590? yLμmnt, orange (
Song #1158) is about 620m11m, Red Orange (Curve 59) is about 630? FL 11rrL, red (curve 30) shows a mountain-shaped characteristic with a peak value at about 700 mμm, especially curve 58 is 130% of the incident solar spectrum, curve 57.59 is 150%, respectively.
whereas curve 55 (blue) emits fluorescence corresponding to
In this case, the 100% 2 curve 56 (green) is 110%, and the 2 curve 58 (red) is reduced to about 120%.
次に、上述のように６種類の蛍光塗料層が白色反射面上
に形成された裏面材を用いて前述の実施例と園様に太陽
電池モジュールを製作し、黒色板上に配された太陽電池
素子群の発電量と比較した結果は下記の通シであシ、前
述の実施例における１、１６倍を最高Ｋ（レモンイエロ
ー、ピーク波長的５４０−μｍ）、レモンイエローから
レッドオレンジ（ピーク波長的６３０−μ？ＦＬ）の蛍
光を発する蛍光塗料膜が従来技術纜おける１、１０倍（
最高値）を超える発電効率の向上効果を示すことを明ら
かＫすることができた。Next, as described above, a solar cell module was fabricated using the backing material in which six types of fluorescent paint layers were formed on the white reflective surface, and the solar cell module was fabricated in the same manner as in the previous example. The results of comparing the power generation amount of the battery element group are as follows. A fluorescent paint film that emits fluorescence at a wavelength of 630-μ?FL) is 1.10 times faster than conventional technology (
It was clearly shown that the effect of improving power generation efficiency exceeds that of the highest value.
ブルー 約 ４３０ 約 １．００倍グリー
ン 約 ５２０ 約 １．１０倍オレンジイ
エロー 約 ５９０ 約 １．１５倍オレンジ
約 ６２０ 約 １．１４倍レッドオレンジ
約 ６３０ 約 １．１４倍レッド
約 ７００ 約 １．００倍なお、曲線５７，５
８．５９が高い合成反射率を示しているにも拘らず、曲
線５４（レモンイエロー）Ｋ比べて発電量増加率が小さ
い理由としては、各曲線の下限を規制する白色反射面か
らの反射光線１３０の反射率が蛍光塗料膜を有しないそ
れの３０％程度と低く、かつ各曲線のピーク値波長側の
蛍光を含めた合成反射率が下限値に向けて急しゅんに低
下してしまうことによるものと推定される。Blue Approx. 430 Approx. 1.00x Green Approx. 520 Approx. 1.10x Orange Yellow Approx. 590 Approx. 1.15x Orange Approx. 620 Approx. 1.14x Red Orange
Approx. 630 Approx. 1.14x red
Approximately 700 Approximately 1.00 times Curve 57,5
Although curve 8.59 shows a high composite reflectance, the increase rate of power generation is smaller than that of curve 54 (lemon yellow) K. The reason is that the reflected light from the white reflective surface that regulates the lower limit of each curve This is because the reflectance of 130 is low, about 30% of that without fluorescent paint film, and the combined reflectance including fluorescence on the peak wavelength side of each curve rapidly decreases toward the lower limit value. It is estimated that
第６図は実施例における蛍光塗料膜の厚みが合成反射率
忙及ぼす影響を示す特性線図であシ、実線で示す曲線５
４は第４図についてすでに説明した白色反射層５の表面
にレモンイエローの蛍光塗料膜７を厚み５０μｍで形成
した場合における蛍光と白色反射面からの反射光とを含
む合成反射率を、鎖線で示す曲線６１は蛍光塗料膜７の
厚みを３０μｍとした場合を、破線で示す曲線６２は厚
みを２００μｍとした場合をそれぞれ示したものである
。図から明らかなように、蛍光塗料膜の厚みを３０μｍ
とした曲線６１においては蛍光の発光が弱いため忙合成
反射率のピーク値が曲線５４の１３０％から１００％近
くにまで低下するが、逆に蛍光塗料膜の透明度が高まる
ことにより白色反射層からの反射率が高まシ、その結果
曲線６１は曲線５４に比べて平担な特性を示す。一方厚
みが２００μｍと厚い蛍光塗料膜が形成された曲線６２
においては、ピーク値の増加は予想に反して曲線５４に
比べて僅かな上昇であるのに対し、蛍光塗料膜の透明度
が低下するために、ピーク値より短波長側の合成反射率
が極端に低下する。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the influence of the thickness of the fluorescent paint film on the composite reflectance in the example, curve 5 shown by a solid line.
4 is a composite reflectance including fluorescence and reflected light from a white reflective surface when a lemon yellow fluorescent paint film 7 is formed with a thickness of 50 μm on the surface of the white reflective layer 5 already explained in FIG. 4, and is indicated by a chain line. A curve 61 shown here shows the case where the thickness of the fluorescent paint film 7 is 30 μm, and a curve 62 shown with a broken line shows the case when the thickness is 200 μm. As is clear from the figure, the thickness of the fluorescent paint film is 30 μm.
In curve 61, the fluorescence emission is weak, so the peak value of the composite reflectance decreases from 130% in curve 54 to nearly 100%, but on the other hand, as the transparency of the fluorescent paint film increases, the white reflective layer As a result, the curve 61 exhibits a flat characteristic compared to the curve 54. On the other hand, curve 62 where a thick fluorescent paint film with a thickness of 200 μm is formed.
Contrary to expectations, the peak value increases slightly compared to curve 54; however, because the transparency of the fluorescent paint film decreases, the composite reflectance on the shorter wavelength side of the peak value becomes extremely large. descend.
第１表は蛍光塗料膜の種類および厚みを変えて製作した
実施例モジュールについて求めた発電量増加率の測定結
果であシ、表面材２にはガラス板を、白色反射層５には
ポリふり化エチレン白色フィルムを、封止樹脂８には紫
外線吸収剤を含まない透明なポリエチレン・酢酸ビニル
共重合体からなる接着シートを用い、単結晶シリコン太
陽電池素子群乙の性能、大きさ、配置はいずれも同一条
件とするとともＫ、これと同一に構成されたモジュール
化されていない太陽電池素子群３を黒色板上に直接配置
した場合の発電量を１として、各太陽電池モジュールの
発電量との比を求めた。表から明らかなよう釦、蛍光色
がレモンイエロー、オレンジイエローの場合には厚み５
０ないし１００μｍＷＬｌＣおいてピーク値を、オレン
ジ、レッドオレンジにおいてはほぼ５０μ飢でピーク値
を示し、ピーク値の両側においても従来技術における１
、１０倍の発電量の増加率を超える特性を示している。Table 1 shows the measurement results of the power generation increase rate obtained for the example modules manufactured by changing the type and thickness of the fluorescent paint film. The performance, size, and arrangement of the monocrystalline silicon solar cell elements were determined using a white ethylene film and an adhesive sheet made of a transparent polyethylene/vinyl acetate copolymer containing no ultraviolet absorber as the sealing resin 8. Assuming that both conditions are the same, the power generation amount when a non-modularized solar cell element group 3 with the same configuration as this is placed directly on the black board is set to 1, and the power generation amount of each solar cell module is The ratio of As is clear from the table, the thickness of the button is 5 when the fluorescent color is lemon yellow or orange yellow.
It shows a peak value at 0 to 100 μm WLlC, and a peak value at approximately 50 μm for orange and red orange, and on both sides of the peak value, it is
, the increase rate of power generation amount exceeds 10 times.
したがって、蛍光塗料膜の厚みをレモンイエロー。Therefore, the thickness of the fluorescent paint film is lemon yellow.
オレンジイエローにおいては３０ないし１００岸に、オ
レンジ、レッドオレンジについてはほぼ５０μｍにする
ことにより、発１１Ｌｉ：の向上効果のすぐれた太陽電
池モジュールを得ることができる。By setting the thickness to 30 to 100 μm for orange-yellow and approximately 50 μm for orange and red-orange, it is possible to obtain a solar cell module with an excellent effect of improving 11Li:.
第 １ 表
第７図は実施例における表面材および封止樹脂の太陽光
透過率を従来技術のそれと比較した特性線図であシ、曲
線７１は実施例で用いた紫外線吸収剤を含まないポリエ
チレン・酢酸ビニル共重合体の特性曲線９曲線７２は従
来用いられていた紫外線吸収剤を含むポリエチレン・酢
酸ビニル共重合体の特性曲線、曲線７６は実施例で用い
たガラス板の特性曲線である。図から明らかなように、
曲＃７１および７３においては約３３０ＷＬμｍ以上の
紫外線を含む太陽光線の約８０％を透過するのに対し、
紫外線吸収剤を含む曲線７２においては約４００？ＦＬ
μｍ以下の紫外線の透過をほとんど完全に阻止してしま
うため、紫外線吸収剤を含むポリエチレン・酢酸ビニル
共重合体を封止樹脂とする太陽電池モジュールの発Ｔ！
Ｌ量の増加率の測定結果は１．０８倍（レモンイエロー
蛍光塗料を使用）Ｋ止ｔ、ｂ、紫外線吸収剤を含まない
ポリエチレン・酢酸ビニル共重合体を用いた実施例の１
．１６倍に比べて低い。この結果から、蛍光塗料膜が太
陽光線中の紫外線領域にわたる短波長側の光エネルギー
を太陽電池素子の高感度波長領域の蛍光に変換して発電
に利用する作用を行なっていることは明らかであシ、白
色反射光中の太陽電池素子の感度領域の波長スペクトル
のみを利用する従来技術に比べて発電量の増加率をよシ
多く向上することができる。Table 1 Figure 7 is a characteristic diagram comparing the sunlight transmittance of the surface material and sealing resin in the example with that of the conventional technology, and curve 71 is the characteristic line for the polyethylene without ultraviolet absorber used in the example. - Characteristic curve 9 of vinyl acetate copolymer Curve 72 is a characteristic curve of a conventionally used polyethylene/vinyl acetate copolymer containing an ultraviolet absorber, and curve 76 is a characteristic curve of a glass plate used in Examples. As is clear from the figure,
In songs #71 and 73, about 80% of sunlight including ultraviolet rays of about 330WLμm or more is transmitted,
In curve 72 containing the ultraviolet absorber, it is about 400? FL
Since it almost completely blocks the transmission of ultraviolet rays of micrometers or less, we are launching a solar cell module that uses polyethylene/vinyl acetate copolymer containing an ultraviolet absorber as a sealing resin!
The measurement result of the increase rate of L amount is 1.08 times (using lemon yellow fluorescent paint) K stop, b, Example 1 using polyethylene/vinyl acetate copolymer containing no ultraviolet absorber.
．． This is lower than 16 times. From these results, it is clear that the fluorescent paint film converts the short wavelength light energy in the ultraviolet region of sunlight into fluorescence in the highly sensitive wavelength region of the solar cell element, which is used for power generation. Moreover, the rate of increase in the amount of power generation can be greatly improved compared to the conventional technology that uses only the wavelength spectrum in the sensitivity range of the solar cell element in white reflected light.
以上本発明の構成および発電量の増強作用を、各構成要
素が持つべき好ましい特性の実測データに基づいて説明
した。その結果をまとめると次のことがいえる。先ず蛍
光塗料膜としては、太陽光線金堂けたとき発する蛍光と
白色反射面からの反射光とが合成された合成反射率のピ
ーク値が５４０ｍμｍないし６３０７ＦＬμｍ程度の範
囲、いいかえればレモンイエロー色からレッドオレンジ
色の領域の蛍光を発するものであり、かつその厚みがほ
ぼ３０ないし１００μｍ、好ましくは５０μｍ程度のな
るべく透明な薄膜であること。また、封止樹脂あるいは
表面材としてはほぼ５５０ｍμ雇以上の紫外線を含む太
陽光スペクトルの７５％程度以上を透過する紫外線吸収
剤を含まない透明な合成樹脂、ガラス板が適しており、
これらの条件が好適に組合わされることにより、単結晶
シリコン太陽電池素子独の発電量の１．１４倍ないし１
．１６倍の発電量の太陽電池モジュールを得ることがで
きる。The configuration and power generation enhancement effect of the present invention have been described above based on actual measurement data of desirable characteristics that each component should have. The results can be summarized as follows. First, as a fluorescent paint film, the peak value of the composite reflectance, which is a combination of the fluorescence emitted when the sun's rays shine and the light reflected from the white reflective surface, is in the range of about 540 μm to 6307 FL μm, in other words, from lemon yellow to red orange. It should be a thin film that emits fluorescence in the region and has a thickness of about 30 to 100 μm, preferably about 50 μm, and is as transparent as possible. In addition, as the sealing resin or surface material, transparent synthetic resins or glass plates that do not contain ultraviolet absorbers, which transmit about 75% or more of the sunlight spectrum that includes ultraviolet rays of approximately 550 mμ or more, are suitable.
By suitably combining these conditions, the power generation amount can be increased to 1.14 to 1 times the power generated by single crystal silicon solar cell elements.
．． It is possible to obtain a solar cell module that generates 16 times more power.
なお、本発明は単結晶シリコン太陽電池モジュールに限
定されるものではなく、アモルファスシリコン太陽電池
モジュール、多結晶シリコン太陽電池モジー−ルなど、
約４００ｒｒＬμｍを超える波長領域に高感度領域を有
する太陽電池モジュール全般に適用することができる。Note that the present invention is not limited to single-crystal silicon solar cell modules, but can also be applied to amorphous silicon solar cell modules, polycrystalline silicon solar cell modules, etc.
It can be applied to all solar cell modules having a high sensitivity region in a wavelength region exceeding about 400 rrLμm.
本発明は前述のように、表面材と、裏面材と、その眉間
を相互に結合する封止樹脂中に相互に間隔部を保持する
よ”う配列された太陽電池素子群との積層組立体からな
る太陽電池モジュールにおいて、前記間隔部に対向する
裏面材の面側に白色反射層の表面上に所定の厚みで形成
され、前記間隔部を介して太陽光線を受けたとき所定の
波長にピーク値を有する蛍光ならびに白色反射面からの
反射光からなる合成光を表面材に向けて放射する蛍光塗
料膜を設けるよう構成した。その結果、蛍光塗料膜が太
陽光線中の紫外線を含む短波長光エネルギーを太陽電池
素子の高感度波長領域陀ピーク値を有する太陽電池の発
電に有効な蛍光に変換するよう機能するとともに、蛍光
塗料膜の厚みを太陽光線の透過を大幅に阻害しない薄膜
状とすることにより白色反射面からの反射光を従来技術
と同様に太陽電池素子の発電に有効に利用できることに
より、両者が合成されることＫより発［Ｋ有効な波長の
光が入射太陽光線により増幅（強化）された合成反射光
を表面材の内面反射を利用して太陽電池素子群に入射さ
せることができ、したがりて短波長領域の光エネルギー
を十分活用できない従来技術の欠点が排除されて光電変
換効率の高い太陽電池モジュールを提供することができ
る。ことに、蛍光塗料膜の蛍光色をレモンイエローから
レッドオレンジの領域、いいかえれば波長が５００ない
し６８０ｍμｍの領域にピーク値を有し、かつその厚み
を数十μｍとするとともに、封止樹脂および表面材が６
３０ｍμｍ以上の紫外線を含む太陽光線の７５％以上を
透過するよう構成した場合には、太陽電池モジュールの
発電量を黒色板上に配列された太陽電池素子群のそれの
１．１４倍ないし１．１６倍に増加させることができる
。As described above, the present invention is a laminated assembly of a front surface material, a back surface material, and a group of solar cell elements arranged in a sealing resin that mutually connects the eyebrows of the solar cell elements so as to maintain a space therebetween. In a solar cell module, a white reflective layer is formed with a predetermined thickness on the surface of the backing material facing the spacing, and has a peak at a predetermined wavelength when receiving sunlight through the spacing. The structure is such that a fluorescent paint film is provided that emits composite light consisting of fluorescent light having a certain value and reflected light from a white reflective surface toward the surface material.As a result, the fluorescent paint film emits short wavelength light including ultraviolet rays in sunlight. Functions to convert energy into fluorescence that is effective for power generation by solar cells having peak values in the high-sensitivity wavelength range of solar cell elements, and the thickness of the fluorescent paint film is made into a thin film that does not significantly inhibit the transmission of sunlight. As a result, the reflected light from the white reflective surface can be effectively used for power generation by the solar cell element in the same way as in the conventional technology, and the light of the effective wavelength is amplified by the incident sunlight ( It is possible to make the synthesized reflected light (reinforced) incident on the solar cell group by utilizing the internal reflection of the surface material, thus eliminating the disadvantage of the conventional technology that cannot fully utilize the light energy in the short wavelength region, and making photovoltaic technology possible. It is possible to provide a solar cell module with high conversion efficiency.In particular, the fluorescent color of the fluorescent paint film has a peak value in the range of lemon yellow to red orange, in other words, the wavelength range is 500 to 680 mμm, and The thickness is several tens of μm, and the sealing resin and surface material are 6.
When configured to transmit 75% or more of sunlight including ultraviolet rays of 30 mμm or more, the power generation amount of the solar cell module is 1.14 times to 1.1 times that of a group of solar cell elements arranged on a black board. It can be increased by 16 times.
第１図は本発明の実施例を示す概略平面図、第２図は実
施例における要部の側断面図、第６図は実施例における
原理的な説明図、第４図は実施例における太陽光線に対
する合成反射率特性線図、第５図は異なる蛍光塗料膜の
合成反射率特性線図、第６図は蛍光塗料膜の厚みの影響
を示す合成反射率特性線図、第７図は封止樹脂の太陽光
線透過特性線図、第８図は従来技術を示す要部の側断面
は第９図は従来技術の原理的説明図、第１０図は太陽光
線の分光スペクトル特性および太陽電池素子の分光感度
特性線図である。
１・・・太陽電池モジュール、２，１２・・・表面材、
６・・・太陽電池素子群、５Ａ・・・太陽電池素子、４
゜１４・・・層面材、５・・・白色反射層、６・・・金
属箔、７・・・蛍光塗料膜、８・・・封止樹脂、９・・
・支持枠、１６・・・乱反射面、１７・・・表面材の内
面反射面、２０・・・間隔部、１００，１１０・・・太
陽光線、１２０・・・反射光、１５０・・・蛍光塗料膜
を通った白色反射面からの反射光、１４０・・・蛍光。
一′二
変人弁理ｋ ｓ”Ｌノ 口 賃（１誓門賜第１図
第４図 光波ｔ（ｐｍ）
第５図
第６図 光波長 （μｍ）
光波長（μｍ）
第７図
第８図
第９図
先の濃炎 （／Ｌｔｍ）
第１０図Fig. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a side sectional view of main parts in the embodiment, Fig. 6 is an explanatory diagram of the principle of the embodiment, and Fig. 4 is a solar panel diagram in the embodiment. Figure 5 is a composite reflectance characteristic diagram for light rays. Figure 5 is a composite reflectance characteristic diagram of different fluorescent paint films. Figure 6 is a composite reflectance characteristic diagram showing the influence of the thickness of the fluorescent paint film. Figure 7 is a composite reflectance characteristic diagram showing the influence of the thickness of the fluorescent paint film. Figure 8 shows the conventional technology; Figure 9 shows the principle explanation of the conventional technology; Figure 10 shows the spectrum characteristics of sunlight and the solar cell element. FIG. 2 is a spectral sensitivity characteristic diagram of FIG. 1... Solar cell module, 2, 12... Surface material,
6...Solar cell element group, 5A...Solar cell element, 4
゜14... Layer surface material, 5... White reflective layer, 6... Metal foil, 7... Fluorescent paint film, 8... Sealing resin, 9...
・Support frame, 16... Diffuse reflective surface, 17... Inner reflective surface of surface material, 20... Interval, 100, 110... Sunlight, 120... Reflected light, 150... Fluorescence Reflected light from a white reflective surface that has passed through a paint film, 140...Fluorescence. 1'2 Idiot Patent Attorney k s"Lノ 口 1'2 (1) Figure 1 Figure 4 Light Wave t (pm) Figure 5 Figure 6 Light Wavelength (μm) Light Wavelength (μm) Figure 7 Figure 8 Figure 9 Dense flame ahead (/Ltm) Figure 10
Claims (1)
背後に相互に間隔部を保持して配された複数の太陽電池
素子からなる太陽電池素子群と、前記間隔部に面する側
に白色反射面を有する裏面材とが透明な封止樹脂により
相互に結合されたものにおいて、前記裏面材の白色反射
面上に所定の厚みで形成され前記間隔部を介して太陽光
線を受けたとき所定の波長にピーク値を有する蛍光なら
びに白色反射面からの反射光からなる合成光を前記表面
材に向けて放射する蛍光塗料膜を備えたことを特徴とす
る太陽電池モジュール。 ２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、蛍光塗
料膜が太陽光線を受けて発する蛍光のピーク値の波長が
ほぼ５００ｍμｍないし６８０ｍμｍの範囲にあること
を特徴とする太陽電池モジュール。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載のものにお
いて、蛍光塗料膜の厚みが３０ないし１００μｍの範囲
にあることを特徴とする太陽電池モジュール。 ４）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、封止樹
脂が約３３０ｍμｍ以上の紫外線を含む太陽光スペクト
ルの７５％以上を透過する透明な合成樹脂であることを
特徴とする太陽電池モジュール。 ５）特許請求の範囲第４項記載のものにおいて、透明な
合成樹脂が紫外線吸収剤を含まないポリエチレン・酢酸
ビニル共重合体であることを特徴とする太陽電池モジュ
ール。[Scope of Claims] 1) A solar cell element group consisting of a transparent surface material that also serves as a support structure material, and a plurality of solar cell elements arranged behind this surface material with a space between them; A backing material having a white reflective surface on the side facing the spacing portion is bonded to each other by a transparent sealing resin, wherein the spacing portion is formed with a predetermined thickness on the white reflective surface of the backing material. A solar panel characterized by comprising a fluorescent paint film that emits composite light consisting of fluorescence having a peak value at a predetermined wavelength and reflected light from a white reflective surface toward the surface material when it receives sunlight through the solar panel. battery module. 2) The solar cell module according to claim 1, wherein the wavelength of the peak value of fluorescence emitted by the fluorescent paint film upon receiving sunlight is approximately in the range of 500 mμm to 680 mμm. 3) A solar cell module according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the fluorescent paint film is in the range of 30 to 100 μm. 4) The solar cell module according to claim 1, characterized in that the sealing resin is a transparent synthetic resin that transmits 75% or more of the sunlight spectrum including ultraviolet rays of about 330 mm or more. 5) The solar cell module according to claim 4, wherein the transparent synthetic resin is a polyethylene/vinyl acetate copolymer containing no ultraviolet absorber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264647A JPS62124779A (en) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | Solar cell module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264647A JPS62124779A (en) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | Solar cell module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124779A true JPS62124779A (en) | 1987-06-06 |
Family
ID=17406259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60264647A Pending JPS62124779A (en) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | Solar cell module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124779A (en) |
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-
1985
- 1985-11-25 JP JP60264647A patent/JPS62124779A/en active Pending
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