JP2014049748A - Solar cell - Google Patents

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美帆 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell and a solar cell module using a luscious white color on a light-receiving surface side thereof and having a high generation efficiency.SOLUTION: The solar cell includes a solar cell element and a diffusion layer formed on a light-receiving surface of the solar cell element through a clearance.

Description

本発明は、太陽電池および太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell and a solar cell module.

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模でCO2排出抑制の取り組みが行われて
おり、火力発電などに代わるクリーンな発電装置として太陽電池、および当該太陽電池を複数、電気的に接続した太陽電池モジュールが注目されており、研究開発が盛んである。
Currently, efforts to curb CO 2 emissions are being made on a global scale as a measure to prevent global warming. As a clean power generation device that replaces thermal power generation, solar cells and a plurality of such solar cells are electrically connected. Solar cell modules are attracting attention and are actively researched and developed.

また、近年においては、太陽電池および太陽電池モジュールを屋外のみならず屋内の種々の物品に搭載して利用することが行われており、その意匠性が問題となることがあり、太陽電池および太陽電池モジュールの受光面の全体をきれいな白色としたい、という要望もある。   In recent years, solar cells and solar cell modules have been used by being mounted not only outdoors but also in various indoor items, and the design properties thereof may become a problem. There is also a desire to make the entire light receiving surface of the battery module clear white.

太陽電池および太陽電池モジュールの受光面を白色とする技術として、例えば特許文献1に開示されている技術がある。   As a technique for making the light-receiving surfaces of solar cells and solar cell modules white, there is a technique disclosed in Patent Document 1, for example.

特許第3476251号公報Japanese Patent No. 3476251

しかしながら、たとえば特許文献1においては、太陽電池の受光面に拡散層を設け、当該拡散層によって光を拡散することにより、太陽電池の受光面を白色とすることはできるものの、白色を濃くしようとすると、その分だけ光の拡散を多くしなければならず、光の拡散を多くすればするほど、太陽電池へ入射する光が少なくなってしまい発電効率が低下してしまう。つまり、拡散層のみを用いて白色を表現した場合、白色の濃度と発電効率とはトレードオフの関係となり、その両方を所望のレベルにするのは難しかった。   However, in Patent Document 1, for example, a diffusion layer is provided on the light receiving surface of the solar cell, and light is diffused by the diffusion layer, so that the light receiving surface of the solar cell can be made white, but an attempt is made to darken the white color. Then, the diffusion of light must be increased by that much, and the greater the diffusion of light, the less the light that enters the solar cell and the lower the power generation efficiency. That is, when white is expressed using only the diffusion layer, the white density and the power generation efficiency are in a trade-off relationship, and it is difficult to bring both of them to a desired level.

本発明は、このような現状認識の下でなされた発明であり、地球温暖化防止の対策として期待されている太陽電池および太陽電池モジュールであって、その受光面側をきれいな白色としつつ、発電効率も高い太陽電池および太陽電池モジュールを提供することを主たる課題とする。   The present invention is an invention made in view of such a current situation, and is a solar cell and a solar cell module that are expected as a measure for preventing global warming, and generates power while making its light-receiving surface side clean white. The main object is to provide a solar cell and a solar cell module with high efficiency.

上記課題を解決するための発明は、太陽電池素子と、前記太陽電池素子の受光面に空隙を介して設けられた拡散層と、を有することを特徴とする。   The invention for solving the above-described problems includes a solar cell element and a diffusion layer provided on the light receiving surface of the solar cell element via a gap.

また、上記課題を解決するための別の発明は、間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子を有する太陽電池モジュールであって、前記太陽電池モジュールの受光面には空隙を介して拡散層が設けられていることを特徴とする。   Another invention for solving the above problem is a solar cell module having two or more solar cell elements arranged at intervals, and a diffusion layer is formed on the light receiving surface of the solar cell module via a gap. It is provided.

また、上記の発明にあっては、前記太陽電池素子と太陽電池素子の間には、着色粒子を有し、前記太陽電池素子と同色の着色層が存在することが好ましい。   Moreover, in said invention, it is preferable to have a colored particle between the said solar cell element and a solar cell element, and the same colored layer as the said solar cell element exists.

本発明の太陽電池および太陽電池モジュールによれば、これらの受光面に空隙を介して拡散層が設けられているため、受光面に入射する光を拡散層のみで拡散するのみならず、当該拡散層の下側にある空隙によっても光を屈折せしめることができ、その結果、太陽電池へ入射する光の量を大幅に低減することなく、当該拡散層と空隙の相乗効果により受光面の白味を増すことができる。   According to the solar cell and the solar cell module of the present invention, since the diffusion layer is provided on the light receiving surface via the gap, not only the light incident on the light receiving surface is diffused but also the diffusion layer. Light can also be refracted by the gap under the layer, and as a result, the whiteness of the light-receiving surface can be achieved by the synergistic effect of the diffusion layer and the gap without significantly reducing the amount of light incident on the solar cell. Can be increased.

本発明の実施形態にかかる太陽電池の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the solar cell concerning embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる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 concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかる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 concerning the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the form demonstrated below, In the range which does not deviate from a technical thought, it can implement in various deformation | transformation. In the accompanying drawings, the vertical and horizontal scales may be exaggerated for the sake of explanation, and the actual scales may differ.

<太陽電池>
図1は、本発明の実施形態にかかる太陽電池の概略断面図である。
<Solar cell>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態にかかる太陽電池10は、太陽電池素子11と、前記太陽電池素子11の受光面に空隙12を介して設けられた拡散層13と、を有することを特徴とする。このように、太陽電池素子11の受光面に直接拡散層13を設けるのではなく、太陽電池素子11と拡散層13との間に空隙12を設けることで、太陽電池10に入射された光は拡散層13で拡散されるのみならず、空隙12と太陽電池素子11との界面においても屈折および反射されることとなり、拡散層13と空隙12との相乗効果によって、太陽電池10の受光面側の白味を向上することができる。なお、本実施形態にかかる太陽電池10の白味を拡散層13のみで再現する、つまり空隙層12を設けることなく、太陽電池素子11の受光面に直接拡散層13を形成することで本実施形態にかかる太陽電池10と同程度の白味を再現する場合、拡散層による光の拡散の程度をより多くしなければならず、その結果、本実施形態にかかる太陽電池10に比べ発電効率が低下することとなる。   As shown in FIG. 1, the solar cell 10 according to the present embodiment includes a solar cell element 11 and a diffusion layer 13 provided on the light receiving surface of the solar cell element 11 with a gap 12 interposed therebetween. And As described above, by providing the gap 12 between the solar cell element 11 and the diffusion layer 13 instead of providing the diffusion layer 13 directly on the light receiving surface of the solar cell element 11, the light incident on the solar cell 10 is In addition to being diffused by the diffusion layer 13, it is also refracted and reflected at the interface between the gap 12 and the solar cell element 11, and the light-receiving surface side of the solar cell 10 due to the synergistic effect of the diffusion layer 13 and the gap 12. The whiteness of can be improved. The whiteness of the solar cell 10 according to this embodiment is reproduced only by the diffusion layer 13, that is, the diffusion layer 13 is formed directly on the light receiving surface of the solar cell element 11 without providing the gap layer 12. When reproducing the same whiteness as that of the solar cell 10 according to the embodiment, the degree of light diffusion by the diffusion layer must be increased, and as a result, the power generation efficiency is higher than that of the solar cell 10 according to the present embodiment. Will be reduced.

以下に、太陽電池10の各構成について説明する。   Below, each structure of the solar cell 10 is demonstrated.

(太陽電池素子)
本実施形態の太陽電池10における太陽電池素子11としては、特に限定されることはなく、従来従来公知のものを適宜選択して用いることができる。このような太陽電池素子11としては、例えば、単結晶シリコーン型太陽電池素子、多結晶シリコーン型太陽電池素子、アモルファスシリコーン型太陽電池素子、化学物系太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、量子ドット型太陽電池素子、および有機薄膜型太陽電池素子等を挙げることができる。
(Solar cell element)
The solar cell element 11 in the solar cell 10 of the present embodiment is not particularly limited, and a conventionally known one can be appropriately selected and used. As such a solar cell element 11, for example, a single crystal silicone type solar cell element, a polycrystalline silicone type solar cell element, an amorphous silicone type solar cell element, a chemical solar cell element, a dye-sensitized solar cell element, Examples thereof include a quantum dot solar cell element and an organic thin film solar cell element.

これらの太陽電池素子の中でも、色素増感型太陽電池素子は、蛍光灯などの室内光や、窓際など、低照度での発電効率が高いといった利点や、製造工程に真空条件を必要とせず製造コストが低いといった利点から、特に好適に使用することができる。また、色素増感型太陽電池素子は、前記のごとく室内において用いられることから、意匠性が要求される場合も多く、本願発明の効果を発揮できる点でも好ましい。   Among these solar cell elements, dye-sensitized solar cell elements are manufactured without the need for vacuum conditions in the manufacturing process and the advantage of high power generation efficiency at low illuminance such as indoor light such as fluorescent lamps and near windows. It can be particularly preferably used because of its low cost. In addition, since the dye-sensitized solar cell element is used indoors as described above, it is often required to have a design property and is also preferable in that the effect of the present invention can be exhibited.

(空隙)
本実施形態の太陽電池10における空隙12は、前述したように、拡散層13を通過した光が直接太陽電池素子11に入射することを防止し、拡散層13を通過した光を太陽電池素子11に入射する際に再度屈折ないし反射させるために存在する。したがって、当該作用効果を奏することができる空隙であればよく、その他は特に限定されない。
(Void)
As described above, the air gap 12 in the solar cell 10 of the present embodiment prevents light that has passed through the diffusion layer 13 from directly entering the solar cell element 11, and allows the light that has passed through the diffusion layer 13 to pass through the solar cell element 11. It exists to be refracted or reflected again when it enters. Therefore, the gap is not particularly limited as long as it is capable of exhibiting the above-described effects.

このような観点から、空隙12内には特別な気体が充填されている必要はなく、空気が存在していればよい。   From such a viewpoint, it is not necessary to fill the gap 12 with a special gas, and it is sufficient that air exists.

また、空隙12は、太陽電池素子11の受光面全体にわたって連続した層である必要はなく、したがって、図1に示すように、太陽電池素子11の受光面と拡散層13との間にスペーサーSとして機能する物質を介在させることにより形成すればよい。   Further, the gap 12 does not have to be a continuous layer over the entire light receiving surface of the solar cell element 11. Therefore, as shown in FIG. 1, the spacer S is interposed between the light receiving surface of the solar cell element 11 and the diffusion layer 13. It may be formed by interposing a substance that functions as

空隙12の厚さdについても特に限定されることはなく、上記作用効果を奏する範囲において自由に設計可能である。たとえば1nm〜1000μm程度とすることが好ましく、10nm〜100μm程度とすることが特に好ましい。   The thickness d of the air gap 12 is not particularly limited, and can be freely designed within the range where the above-described effects are exhibited. For example, the thickness is preferably about 1 nm to 1000 μm, and particularly preferably about 10 nm to 100 μm.

(拡散層)
本実施形態の太陽電池10における拡散層13としては、入射される光を拡散し、白味を発現することができるものであれば特に限定されることはなく、たとえば従来公知の各種拡散層を適宜選択して用いることができる。
(Diffusion layer)
The diffusion layer 13 in the solar cell 10 of the present embodiment is not particularly limited as long as it can diffuse incident light and express whiteness. For example, various conventionally known diffusion layers can be used. It can be appropriately selected and used.

より具体的には、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂やポリオレフィン系樹脂からなるフィルムを用い、当該フィルムの表面に凹凸を形成することにより拡散層13とすることができる。このようにフィルムを用いる場合、当該フィルムの厚さはその使用目的に合わせて適宜選択されるが、30〜300μm程度とすることができる。また、表面の凹凸については、例えば、アクリル粒子、ポリスチレン粒子、シリカ粒子等の高分子又は無機の粒子を含有することにより形成することができ、球形状、真球形状、針状の粒子を好適に用いることができる。例えば、これらの粒子をバインダー樹脂と共に溶剤中で混合し、その溶液を前記フィルム表面に塗布してもよい。これらの粒子の平均粒子径は30μm以下であることが好ましい。平均粒子径が30μmを超えると、粗大樹脂粒子が脱落しやすくなるため樹脂粒子の欠損を生ずる原因となり易く、塗膜外観上も異物感のある均一性を欠いたものとなりやすい傾向にある。これらの粒子が含まれている部分の厚さについては特に限定されないが、例えば1〜15μm程度が好ましい。また、前記フィルムの背面は、主として球状又は真球状のアクリル粒子、スチレン粒子、シリコーン、架橋ポリアクリル酸エステル、ポリウレタンのうち少なくとも一種の粒子からなる背面とすることが好ましい。この場合に用いられる粒子の直径は、1〜60μmの範囲にあることが好ましく、5〜20μmの範囲であることが更に好ましい。フィルム背面において当該粒子が含まれている部分の厚さは、例えば1〜50μmの範囲であることが好ましい。また、フィルムの背面の粒子を固定するバインダーとしては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーンアクリル樹脂、フッ素樹脂若しくはフッ素−アクリル樹脂又はこれらの樹脂に硬化機能を有する架橋性樹脂を添加したものやポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等の硬化性樹脂等のなかから選択される少なくとも1種以上の樹脂を使用することができる。   More specifically, for example, the diffusion layer 13 can be formed by using a film made of a polyester resin, a polycarbonate resin, or a polyolefin resin and forming irregularities on the surface of the film. Thus, when using a film, although the thickness of the said film is suitably selected according to the use purpose, it can be set as about 30-300 micrometers. The surface irregularities can be formed, for example, by containing polymer or inorganic particles such as acrylic particles, polystyrene particles, silica particles, etc., and spherical, true spherical, and acicular particles are suitable. Can be used. For example, these particles may be mixed with a binder resin in a solvent, and the solution may be applied to the film surface. The average particle diameter of these particles is preferably 30 μm or less. If the average particle diameter exceeds 30 μm, the coarse resin particles are likely to fall off, which tends to cause loss of the resin particles, and the coating film appearance tends to be lacking in uniformity with a sense of foreign matter. The thickness of the portion containing these particles is not particularly limited, but is preferably about 1 to 15 μm, for example. The back surface of the film is preferably a back surface mainly composed of at least one kind of particles selected from spherical or true spherical acrylic particles, styrene particles, silicone, crosslinked polyacrylate, and polyurethane. The diameter of the particles used in this case is preferably in the range of 1 to 60 μm, and more preferably in the range of 5 to 20 μm. The thickness of the portion containing the particles on the back surface of the film is preferably in the range of 1 to 50 μm, for example. In addition, as a binder for fixing the particles on the back side of the film, polyester resin, acrylic resin, silicone acrylic resin, fluorine resin or fluorine-acrylic resin, or those obtained by adding a crosslinkable resin having a curing function to these resins, or polyurethane-based At least one or more resins selected from resins, curable resins such as epoxy resins, and the like can be used.

上記のような拡散層13を用いることにより、その裏面側に粒子が適度に配置されているため、当該粒子を太陽電池素子11の受光面と拡散層13との間にスペーサーSとして機能させることができ、特別なスペーサーSを設置する必要がないため好適である。   By using the diffusion layer 13 as described above, since the particles are appropriately arranged on the back side thereof, the particles function as a spacer S between the light receiving surface of the solar cell element 11 and the diffusion layer 13. This is preferable because it is not necessary to install a special spacer S.

<太陽電池モジュール>
図2は、本発明の第1の実施形態にかかる太陽電池モジュールの断面図である。なお、図2において、前記図1に示した太陽電池10と同じ構成については同じ符号を付ける。
<Solar cell module>
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those of the solar cell 10 shown in FIG.

本実施形態にかかる太陽電池モジュール100は、間隔をもって配置される二以上の太陽電池素子11,11・・・と、これら太陽電池11,11・・・を挟持する受光面側熱可塑性樹脂層30および裏面側熱可塑性樹脂層31と、受光面側熱可塑性樹脂層30の上に配置されるPET樹脂層33と、太陽電池モジュール100の裏面に配置されるバックシート34と、太陽電池モジュール100の受光面の端部に配置される封止材35と、を有しており、前記バックシート34と封止材35とが熱融着されることにより、全体が一体化されている。   The solar cell module 100 according to this embodiment includes two or more solar cell elements 11, 11... Arranged at intervals, and a light-receiving surface side thermoplastic resin layer 30 that sandwiches these solar cells 11, 11. And the back surface side thermoplastic resin layer 31, the PET resin layer 33 disposed on the light receiving surface side thermoplastic resin layer 30, the back sheet 34 disposed on the back surface of the solar cell module 100, and the solar cell module 100. And a sealing material 35 disposed at the end of the light receiving surface, and the back sheet 34 and the sealing material 35 are heat-sealed, so that the whole is integrated.

そして、当該構成を有する太陽電池モジュール100において、拡散層13はPET樹脂層33の上に空隙12を介して配置されている。   And in the solar cell module 100 which has the said structure, the diffusion layer 13 is arrange | positioned through the space | gap 12 on the PET resin layer 33. FIG.

このような太陽電池モジュール100によれば、前述した太陽電池10と同様、拡散層13と空隙12との相乗効果により、太陽電池モジュール100の受光面の全体をきれいな白色とすることができる。   According to such a solar cell module 100, the entire light-receiving surface of the solar cell module 100 can be made white due to the synergistic effect of the diffusion layer 13 and the gap 12, as in the solar cell 10 described above.

(太陽電池素子、空隙および拡散層)
本実施形態にかかる太陽電池モジュール100における空隙12および拡散層13については、上記「太陽電池10」における太陽電池素子、空隙および拡散層と同じであるため、ここでの説明は省略する。
(Solar cell elements, voids and diffusion layers)
About the space | gap 12 and the diffusion layer 13 in the solar cell module 100 concerning this embodiment, since it is the same as the solar cell element in the said "solar cell 10", a space | gap, and a diffusion layer, description here is abbreviate | omitted.

(太陽電池モジュールのその他の構成)
図1に示す第1の実施形態にかかる太陽電池モジュール100にあっては、太陽電池素子11、空隙12、および拡散層13、受光面側熱可塑性樹脂層30、裏面側熱可塑性樹脂層31、PET樹脂層33、バックシート34、および封止材35、により構成されているが、これらの構成はあくまでも例示であり、本願発明の太陽電池モジュールは、当該構成に限定されることはなく、種々の構成を採用することができる。また、これらの材質もこれに限定されることはなく、種々の材料から選択することができる。
(Other configuration of solar cell module)
In the solar cell module 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1, the solar cell element 11, the gap 12, and the diffusion layer 13, the light receiving surface side thermoplastic resin layer 30, the back surface side thermoplastic resin layer 31, Although it is comprised by the PET resin layer 33, the back sheet | seat 34, and the sealing material 35, these structures are an illustration to the last, The solar cell module of this invention is not limited to the said structure, Various The configuration can be adopted. Also, these materials are not limited to this, and can be selected from various materials.

したがって、例えばPET樹脂層に代えてガラス基板を用いることも可能であるが、本実施形態におけるPET樹脂層33の位置に設けられる層、つまり、拡散層13と空隙12を介して対向する層には、ある程度の硬度を有する層を配置することが好ましい。太陽電池モジュール100を形成するにあたり、前述の通り、バックシート34と封止材35とが熱融着されこれにより全体が一体となるが、この際、拡散層13には図面の下向き方向に圧力がかかるため、PET樹脂層33の位置に設けられる層が柔らかい材質の層だと、空隙12を形成するためのスペーサーSが当該柔らかい材質の層に埋まってしまい、結果として空隙12がなくなってしまう虞があるからである。   Therefore, for example, a glass substrate can be used instead of the PET resin layer, but the layer provided at the position of the PET resin layer 33 in the present embodiment, that is, the layer facing the diffusion layer 13 via the gap 12 is used. It is preferable to arrange a layer having a certain degree of hardness. In forming the solar cell module 100, as described above, the back sheet 34 and the sealing material 35 are heat-sealed and integrated as a whole. At this time, the diffusion layer 13 is pressed downward in the drawing. Therefore, when the layer provided at the position of the PET resin layer 33 is a soft material layer, the spacer S for forming the gap 12 is buried in the soft material layer, and as a result, the gap 12 disappears. This is because there is a fear.

このような観点から、PET樹脂層33に代えて他の材質の層を形成する場合には、PET樹脂と同等またはそれ以上の硬度を有する材質の層を形成することが好ましい。   From this point of view, when a layer of another material is formed instead of the PET resin layer 33, it is preferable to form a layer of a material having a hardness equal to or higher than that of the PET resin.

図3は、本発明の第2の実施形態にかかる太陽電池モジュールの断面図である。なお、図3において、前記図1に示した本発明の実施形態にかかる太陽電池10および、図2に示した第1の実施形態にかかる太陽電池モジュール100と同じ構成については同じ符号を付ける。   FIG. 3 is a cross-sectional view of a solar cell module according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those of the solar cell 10 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the solar cell module 100 according to the first embodiment shown in FIG.

図3に示すように、第2の実施形態にかかる太陽電池モジュール200は、図2に示す太陽電池モジュール100と同様の構成を有しており、さらに、バックシート34と裏面側熱可塑性樹脂層31との間に着色粒子を有し、太陽電池素子11と同色の着色層20が存在していることに特徴を有している。   As shown in FIG. 3, the solar cell module 200 according to the second embodiment has the same configuration as the solar cell module 100 shown in FIG. 2, and further includes a back sheet 34 and a back surface side thermoplastic resin layer. It has the characteristic that it has a colored particle between 31 and the colored layer 20 of the same color as the solar cell element 11 exists.

当該位置に着色層20が設けられていることにより、着色層20の色は、太陽電池素子11,11・・・の間から、裏面側熱可塑性樹脂31、受光面側熱可塑性樹脂30、PET樹脂層33、空隙12、および拡散層13を透過して視認されることとなる。この場合において、当該着色層20と太陽電池素子11の色が同色であることから、太陽電池モジュール200の受光面の全体を均一な白色とすることができる。   By providing the colored layer 20 at the position, the color of the colored layer 20 is between the solar cell elements 11, 11..., The back surface side thermoplastic resin 31, the light receiving surface side thermoplastic resin 30, and PET. The resin layer 33, the gap 12, and the diffusion layer 13 are permeated and visually recognized. In this case, since the color of the colored layer 20 and the solar cell element 11 is the same color, the entire light receiving surface of the solar cell module 200 can be made uniform white.

(着色層)
本実施形態にかかる太陽電池モジュール200における着色層20は着色粒子を含むが、当該着色粒子については特に限定されることはなく、所望する色、つまり太陽電池素子11の色に応じて、従来公知の種々の着色粒子から適宜選択して用いればよい。具体的には、各種染料や各種顔料、さらにはこれらを適宜組み合わせて用いることができる。また、着色粒子の形状についても特に限定されることはなく、球状、針状、鱗片状などの粒子を用いればよく、また大きさについても1nm〜100μm程度の大きさの粒子を用いればよい。
(Colored layer)
Although the colored layer 20 in the solar cell module 200 according to the present embodiment includes colored particles, the colored particles are not particularly limited, and are conventionally known depending on the desired color, that is, the color of the solar cell element 11. The various colored particles may be appropriately selected and used. Specifically, various dyes and various pigments can be used in combination as appropriate. Also, the shape of the colored particles is not particularly limited, and spherical, needle-like, and scale-like particles may be used, and the size may be about 1 nm to 100 μm.

また、着色層20は、前記着色粒子の他、任意の成分が含まれていてもよい。例えば、バインダーとしての樹脂、溶媒、分散剤など、着色層20を形成する上で必要な成分を任意に配合することができる。   Moreover, the colored layer 20 may contain arbitrary components in addition to the colored particles. For example, components necessary for forming the colored layer 20 such as a resin as a binder, a solvent, and a dispersant can be arbitrarily blended.

着色層20の厚さについても特に限定されることはなく、着色層20が形成される部分や太陽電池モジュール200全体の構成、さらには着色層20に期待する色味などを考慮して適宜設計することができる。例えば、本実施形態のごとくバックシート34上にベタ層として形成する場合には、100nm〜10μm程度とすることができる。   The thickness of the colored layer 20 is not particularly limited, and is appropriately designed in consideration of the portion where the colored layer 20 is formed, the overall configuration of the solar cell module 200, and the color expected of the colored layer 20. can do. For example, when forming as a solid layer on the back sheet | seat 34 like this embodiment, it can be set as about 100 nm-10 micrometers.

着色層20の形成方法についても特に限定することはない。例えば着色粒子を含むインキを準備し、各種塗布方法によってバックシート34上に塗布することで形成してもよく、各種印刷方法によってバックシート34上に印刷することで形成してもよい。   The method for forming the colored layer 20 is not particularly limited. For example, it may be formed by preparing ink containing colored particles and applying it on the back sheet 34 by various application methods, or by printing on the back sheet 34 by various printing methods.

着色層20の色は、太陽電池素子11と同色である。ここで、太陽電池素子11の色とは、当該太陽電池素子11を構成する光電変換層の色を意味する。また、同じ色とは、太陽電池モジュール200を受光面側から観察した場合に、太陽電池素子11と、当該太陽電池素子11と太陽電池素子11との間とを識別することが困難である程度を意味し、より具体的には、下記式により算出される色差ΔEが3未満であることを意味する。なお、下記L*、a*、およびb*は、色彩色差計CR−5(コニカミノルタ社製)により測定した値である。
ΔE={(ΔL*2+(Δa*2+(Δb*21/2
ΔE:色差
ΔL*:太陽電池の光電変換層のL*と着色層のL*との差
Δa*:太陽電池の光電変換層のa*と着色層のa*との差
Δb*:太陽電池の光電変換層のb*と着色層のb*との差
*、a*、およびb*:1976年に国際照明委員会(CIE)により勧告され、JIS Z8729に規定されたL***表色系の値
The color of the colored layer 20 is the same color as the solar cell element 11. Here, the color of the solar cell element 11 means the color of the photoelectric conversion layer constituting the solar cell element 11. Further, the same color means that it is difficult to distinguish between the solar cell element 11 and the solar cell element 11 and the solar cell element 11 when the solar cell module 200 is observed from the light receiving surface side. More specifically, it means that the color difference ΔE calculated by the following equation is less than 3. The following L * , a * , and b * are values measured with a color difference meter CR-5 (manufactured by Konica Minolta).
ΔE = {(ΔL * ) 2 + (Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 } 1/2
Delta] E: The color difference [Delta] L *: difference between the photoelectric conversion layer of the L * a colored layer of the solar cell L * .DELTA.a *: difference between a * of the photoelectric conversion layer of a * and the coloring layer of the solar cell [Delta] b *: solar cell Difference between b * of the photoelectric conversion layer and b * of the colored layer L * , a * , and b * : L * a * recommended by the International Commission on Illumination (CIE) in 1976 and defined in JIS Z8729 b * Color system value

上記対二の実施形態にかかる太陽電池モジュール200においては、バックシート34と裏面側熱可塑性樹脂層31との間に着色層20をベタ層で形成したが、これに限定されることはなく、例えば、(1)バックシート34と裏面側熱可塑性樹脂層31との間であって、太陽電池素子11と太陽電池素子の間の部分のみに着色層20を形成してもよく、また、(2)裏面側熱可塑性樹脂層31に着色粒子を含ませることにより、当該裏面側熱可塑性樹脂層31を着色層として機能させてもよく、さらには、(3)受光面側熱可塑性樹脂層30とPET樹脂層33との間であって、太陽電池素子11と太陽電池素子の間の部分のみに着色層20を形成してもよい。   In the solar cell module 200 according to the second and second embodiments, the colored layer 20 is formed as a solid layer between the back sheet 34 and the back surface side thermoplastic resin layer 31, but is not limited thereto. For example, (1) The colored layer 20 may be formed only between the back sheet 34 and the back surface side thermoplastic resin layer 31 and between the solar cell element 11 and the solar cell element. 2) By including colored particles in the back surface side thermoplastic resin layer 31, the back surface side thermoplastic resin layer 31 may function as a colored layer, and (3) the light receiving surface side thermoplastic resin layer 30. The colored layer 20 may be formed only between the solar cell element 11 and the solar cell element between the PET resin layer 33 and the PET resin layer 33.

(実施例1)
以下の要領で、本発明の実施例1の太陽電池モジュールを作成した。
Example 1
The solar cell module of Example 1 of the present invention was created in the following manner.

(太陽電池素子および太陽電池モジュールの作成)
電極基材として厚み50μmのTi箔(竹内金属箔工業株式会社)上に、エタノール中で酸化チタン粒子(P25:日本エアロジル株式会社)に0.5%エチルセルロース(STD−100:日新化成工業株式会社)を混合させたペーストを塗布、乾燥させた。次いで、ロール小型プレス機を用いて0.5t/cmの圧力で速度1m/minでロールプレスし、その後、500℃で30分焼成し、膜厚が5μmの多孔質層形成用層を得た。
(Creation of solar cell elements and solar cell modules)
On a Ti foil (Takeuchi Metal Foil Industry Co., Ltd.) having a thickness of 50 μm as an electrode base material, 0.5% ethyl cellulose (STD-100: Nisshin Kasei Kogyo Co., Ltd.) in titanium oxide particles (P25: Nippon Aerosil Co., Ltd.) in ethanol (Company) was applied and dried. Subsequently, it roll-pressed at the speed of 1 m / min with the pressure of 0.5 t / cm using the roll small press machine, Then, it baked at 500 degreeC for 30 minutes, and obtained the layer for porous layer formation with a film thickness of 5 micrometers. .

次いで、アセトニトリル/t−ブタノール=1/1溶液中にN719色素(Dyesol)を0.3mM溶解させた色素増感剤溶液を調製し、この色素増感剤溶液中に前記多孔質層形成用層を20時間浸漬させたのち、乾燥させることにより、10cm×4cm(成膜箇所9.5cm×4cm)の酸化物半導体電極基板を作製した。   Next, a dye sensitizer solution in which 0.3 mM of N719 dye (Dyesol) was dissolved in acetonitrile / t-butanol = 1/1 solution was prepared, and the porous layer forming layer was added to the dye sensitizer solution. After being soaked for 20 hours, an oxide semiconductor electrode substrate having a size of 10 cm × 4 cm (deposition position: 9.5 cm × 4 cm) was produced.

次いで、6mol/lのhexyl metyl imidazolum iodide(富山薬品)、0.6mol/lのI2(メルク株式会社)、0.45mol/lのn−metyl benzoimidazol(Aldrich)をhexyl metyl imidazolum tetracyano borat(メルク株式会社)に溶解した電解液を調製した。次いで、0.5%エチルセルロース(STD−100:日新化成)をエタノールに10wt%溶解させた樹脂溶液を調製し、上記電解液:樹脂溶液=1:6(重量比)で混合した樹脂電解質溶液を作製した。これをミヤバーで前記酸化物半導体電極基板に塗布し、120℃で10分間加熱した。 Subsequently, 6 mol / l hexyl methylimidazolium (Toyama Pharmaceutical), 0.6 mol / l I 2 (Merck Co., Ltd.), and 0.45 mol / l n-methyl benzimidazol (Aldrich) were used. An electrolytic solution dissolved in the same company was prepared. Next, a resin solution in which 0.5% ethyl cellulose (STD-100: Nisshin Kasei) was dissolved in ethanol at 10 wt% was prepared, and the resin electrolyte solution was mixed at the above electrolyte solution: resin solution = 1: 6 (weight ratio). Was made. This was applied to the oxide semiconductor electrode substrate with a Miya bar and heated at 120 ° C. for 10 minutes.

次いで、30Ω/sqのITOを成膜したPEN基板のITO膜上にptを透過率80%になるように成膜することにより、10cm×4cmの対極を作製した。   Next, a 10 cm × 4 cm counter electrode was produced by depositing pt on the ITO film of the PEN substrate on which ITO of 30Ω / sq was deposited to a transmittance of 80%.

その後、上記で作製した電解質つき酸化物半導体電極基板と対極を上下5mmずつずらした状態で貼り合わせ、一方の素子の電極ともう一方の素子の対極を金属テープにて接続した。   Then, the oxide semiconductor electrode substrate with an electrolyte produced above and the counter electrode were bonded in a state of being shifted 5 mm above and below, and the electrode of one element and the counter electrode of the other element were connected with a metal tape.

次に、この受光面側に受光面側熱可塑性樹脂層(11cm×10cm(ハイミラン400μm:三井デュポンケミカルズ製)、PET樹脂層(10cm×9cm(ルミラーT60:東レ製))および拡散層(10cm×9cm(D123:ツジデン製))、素子の外周部(非発電部)を熱ラミネート可能なバリア性を有する封止材(アルミラミジップ:アズワン)で覆うように設置し、裏面側にはバックシート(12cm×11cm(アルミラミジップ:アズワン))を設置し、120度で熱ラミネートすることで実施例1の太陽電池モジュールを作成した。なお、拡散層のPET樹脂層と接する面側には凸部があり、拡散層を素子の外周部のみで熱ラミネートしているため、拡散層とPET樹脂層との間には空隙があった。   Next, on the light-receiving surface side, a light-receiving surface side thermoplastic resin layer (11 cm × 10 cm (High Milan 400 μm: manufactured by Mitsui DuPont Chemicals)), a PET resin layer (10 cm × 9 cm (Lumirror T60: manufactured by Toray)) and a diffusion layer (10 cm × 9cm (D123: manufactured by Tsujiden)), and the outer peripheral part (non-power generation part) of the element is installed so as to be covered with a sealing material having a barrier property (aluminum laminated zip: ASONE) that can be thermally laminated, and a back sheet ( 12 cm × 11 cm (aluminum lami zip: as one)) and heat laminated at 120 degrees to create a solar cell module of Example 1. In addition, a convex portion is formed on the surface side of the diffusion layer in contact with the PET resin layer. In addition, since the diffusion layer was thermally laminated only at the outer peripheral portion of the element, there was a gap between the diffusion layer and the PET resin layer.

(実施例1の測定)
実施例1の太陽電池モジュールの電池性能、および受光面の白色度を測定したところ以下の通りであった。
・光電変換効率:2.0%
・出力特性 :開放電圧1.5V
・白色度 :56.5%
(Measurement of Example 1)
When the battery performance of the solar cell module of Example 1 and the whiteness of the light receiving surface were measured, it was as follows.
-Photoelectric conversion efficiency: 2.0%
・ Output characteristics: Open voltage 1.5V
・ Whiteness: 56.5%

(実施例2)
上記実施例1におけるバックシートの内側に黒色の着色層を設けた以外、上記実施例1とすべて同じ条件により実施例2の太陽電池モジュールを作成した。
(Example 2)
A solar cell module of Example 2 was created under the same conditions as in Example 1 except that a black colored layer was provided on the inner side of the back sheet in Example 1.

(実施例2の測定)
実施例2の太陽電池モジュールの電池性能、および受光面の白色度を測定したところ以下の通りであった。
・光電変換効率:2.1%
・出力特性 :開放電圧1.5V
・白色度 :56.0%
(Measurement of Example 2)
When the battery performance of the solar cell module of Example 2 and the whiteness of the light receiving surface were measured, it was as follows.
-Photoelectric conversion efficiency: 2.1%
・ Output characteristics: Open voltage 1.5V
・ Whiteness: 56.0%

(比較例1)
上記実施例1におけるPET樹脂層上に熱可塑性樹脂層を配置し、拡散層とPET樹脂層との間を前記熱可塑性樹脂層で埋めるように全面にわたって熱ラミネートした以外、上記実施例1とすべて同じ条件により比較例1の太陽電池モジュールを作成した。なお、比較例1の太陽電池モジュールにあっては、拡散層の下に空隙は存在していなかった。
(Comparative Example 1)
Except for placing the thermoplastic resin layer on the PET resin layer in Example 1 and thermally laminating the entire surface so as to fill the space between the diffusion layer and the PET resin layer with the thermoplastic resin layer, all the same as in Example 1 above. A solar cell module of Comparative Example 1 was created under the same conditions. In the solar cell module of Comparative Example 1, no voids existed under the diffusion layer.

(比較例1の測定)
比較例1の太陽電池モジュールの電池性能、および受光面の白色度を測定したところ以下の通りであった。
・光電変換効率:2.5%
・出力特性 :開放電圧1.6V
・白色度 :18.26%
(Measurement of Comparative Example 1)
It was as follows when the battery performance of the solar cell module of the comparative example 1 and the whiteness of the light-receiving surface were measured.
-Photoelectric conversion efficiency: 2.5%
・ Output characteristics: Open circuit voltage 1.6V
・ Whiteness: 18.26%

(評価)
上記実施例1〜2および比較例1の太陽電池モジュールの測定結果から、本発明の実施例1〜2の太陽電池モジュールは、いずれも比較例1の太陽電池モジュールと電池性能は同等であることが分かった。一方で、本願発明の実施例1〜2の太陽電池モジュールは、拡散層のみならず、その下に空隙が存在しているため、拡散層のみを有する比較例1の太陽電池モジュールと比べて、白色度が増した。さらに、実施例2の太陽電池モジュールは、着色層を有しているため、実施例1の太陽電池モジュールに比べて、表面の白色が均一であった。
(Evaluation)
From the measurement results of the solar cell modules of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the solar cell modules of Examples 1 and 2 of the present invention have the same battery performance as the solar cell module of Comparative Example 1. I understood. On the other hand, since the solar cell modules of Examples 1 and 2 of the present invention have not only the diffusion layer but also a gap below the solar cell module, compared with the solar cell module of Comparative Example 1 having only the diffusion layer, Whiteness increased. Furthermore, since the solar cell module of Example 2 had a colored layer, the surface white color was uniform compared to the solar cell module of Example 1.

10…太陽電池
11…太陽電池素子
12…空隙
13…拡散層
20…着色層
30…受光面側熱可塑性樹脂層
31…裏面側熱可塑性樹脂層
33…PET樹脂層
34…バックシート
35…封止材
100,200…太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solar cell 11 ... Solar cell element 12 ... Space | gap 13 ... Diffusion layer 20 ... Colored layer 30 ... Light-receiving surface side thermoplastic resin layer 31 ... Back surface side thermoplastic resin layer 33 ... PET resin layer 34 ... Back sheet 35 ... Sealing Material 100, 200 ... Solar cell module

Claims (1)

太陽電池素子と、
前記太陽電池素子の受光面に空隙を介して設けられた拡散層と、を有し、
前記拡散層はその表面に凹凸を有しており、
前記拡散層の凹凸のうち凸部分が前記太陽電池素子の受光面と直接接触していることで、前記凸部分がスペーサーとして機能し、前記凹凸のうち凹部分が前記空隙となっていることを特徴とする太陽電池。
A solar cell element;
A diffusion layer provided on the light receiving surface of the solar cell element via a gap,
The diffusion layer has irregularities on its surface,
The convex portion of the unevenness of the diffusion layer is in direct contact with the light receiving surface of the solar cell element, so that the convex portion functions as a spacer, and the concave portion of the unevenness is the gap. Solar cell featuring.
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