JP2013145236A - 光電池用カバーガラスの透過率測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カバーガラスのパターンの有無やパターンの形態に関わらず精度よい透過率の測定が可能な光電池用カバーガラスの透過率測定装置を提供する。
【解決手段】光電池用カバーガラスの透過率測定装置は、カバーガラスの前方に配設され、前記カバーガラスの前面に向けて光を入射させる光源部と、前記カバーガラスに入射してから前記カバーガラスを透過する光を検知するために前記カバーガラスの裏面に配設され、透過した光の強さ（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が均一な区間内に配設される検知器とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、光電池用カバーガラスの透過率測定装置に係り、より詳しくは、カバーガラスのパターンの有無やパターンの形態に関わらず、精度よい透過率の測定が可能な光電池用カバーガラスの透過率測定装置に関する。

近年、エネルギー資源の不足や環境汚染の対策のため高効率の光電池（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｃｅｌｌ）の開発が盛んに行なわれている。前記光電池は、光エネルギー、例えば太陽エネルギーを直接電気に変換させる光発電の核心素子である。このような光電池は、現在、電機・電子製品、住宅や建物への電気供給、ひいては産業施設に至るまでの様々な分野に適用されている。

ここで、このような光電池を外部からの汚染や衝撃から保護するために、カバーガラスを使用しているが、光電池の全体効率が前記カバーガラスの透過率に左右されることがある。このため、カバーガラスの透過率を高めるための多くの研究・開発が行なわれてきている。なかでも、カバーガラスの透過率を高める方法は、二つに大別できる。第一に、カバーガラスの表面に反射防止コーティングを施す方法、第二に、図１に示すように、カバーガラスの表面にパターンを形成して光トラッピング（ｌｉｇｈｔ−ｔｒａｐｐｉｎｇ）効果を与える方法が挙げられる。

しかしながら、図２に示すように、カバーガラスの表面にパターンを形成させたパターンガラスでは、光を散乱させるため光が検知器（ｄｅｔｅｃｔｏｒ）で検知されないことがある。このため、パターンガラスの透過率の測定が難しいという不具合がる。

すなわち、従来、透過率の測定に一般に用いられる分光計（ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）ではパターンガラスの精度よい透過率の測定は事実上不可能であるという問題があった。

本発明は、前記したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、カバーガラスのパターンの有無やパターンの形態に関わらず、精度よい透過率の測定が可能な光電池用カバーガラスの透過率測定装置を提供することである。

このために、本発明は、カバーガラスの前方に配設され、前記カバーガラスの前面に向けて光を入射させる光源部、及び前記カバーガラスに入射してから前記カバーガラスを透過する光を検知するために前記カバーガラスの裏面に配設され、透過した光の強さ（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が均一な区間内に配設される検知器を含むことを特徴とする光電池用カバーガラスの透過率測定装置を提供する。

ここで、前記光源部は、前記カバーガラスに向けて平行光を入射させていてよい。

このとき、前記光源部は、光源、及び前記光源から出光された光を平行光にするレンズを含んでいてよい。

また、前記光源と前記レンズとの間には、ピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）が設けられていてよい。

さらに、前記光源は、ハロゲンランプからなるものであってよい。

また、前記光の強さが均一な区間は、前記カバーガラスと前記検知器との間が１５ｍｍ以内の区間であってよい。

また、前記検知器は、フォトダイオード及び前記フォトダイオードに接続されているデジタルマルチメータ（ＤＭＭ）を含むものであってよい。

また、前記カバーガラスは、その前面にパターンが形成されていてよい。

本発明によれば、簡単な装置構成を通じて、光が損失することなく、ＡＲ（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）エッチングガラスは勿論のこと、パターンの有無及びピラミッド（ｐｙｒａｍｉｄ）やウェーブ（ｗａｖｅ）、ミスト（ｍｉｓｔ）などのようなパターンの形態に関わらず、様々なタイプのカバーガラスに対する透過率を測定することができる。

また、ポイント（ｐｏｉｎｔ）またはスキャン（ｓｃａｎ）方式にて大型のカバーガラスの透過率の測定も可能であり、オンライン（ｏｎ−ｌｉｎｅ）で工程に適用可能である。

一般的なカバーガラスの光トラッピング効果を概略的に示す模式図である。 従来技術に係るカバーガラスの透過率測定方法を示す模式図である。 本発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置の構成を概略的に示す模式図である。 本発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置の透過率測定過程を示す模式図である。 本発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置とカバーガラスの距離ごとの光の強さを示すイメージ図である。 本発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置にて種々のカバーガラスに対する透過率を測定した結果と従来の分光計にて測定した結果とを比較して示すグラフである。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置について詳述する。

なお、本発明を説明するにあたって、関連公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にし得ると判断された場合、その詳細な説明は省略することとする。

図３に示すように、本発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置１００は、ＡＲ（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）エッチング処理が施されたカバーガラス１０は勿論のこと、パターンの有無及びピラミッド（ｐｙｒａｍｉｄ）やウエーブ（ｗａｖｅ）、ミスト（ｍｉｓｔ）などのようなパターン１０ａの形態に関わらず、様々なタイプのカバーガラス１０に対する透過率を測定する装置であって、光源部１１０及び検知器（ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１２０を含んでなる。

光源部１１０は、カバーガラス１０の透過率の測定に必要な光を発生させる装置であって、カバーガラス１０の前方に配設される。この状態で、光源部１１０は、カバーガラス１０の前面に向けて光を入射させる。

ここで、カバーガラス１０は、光電池、例えば太陽電池の片面に装着されて湿気、ほこり、破損などの外部環境から太陽電池を保護する役割を果たす。このようなカバーガラス１０は、強化ガラスからなるものであってよく、例えば、ソーダ・ライムガラス（ＳｉＯ_２−ＣａＯ−Ｎａ_２Ｏ）とボロシリケートガラス（ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｎａ_２Ｏ）からなるものであってよく、このうち、Ｎａ及びＦｅの量は用途に応じて適宜調整すればよい。そして、このようなカバーガラス１０は、透過率を高めるために、表面にエッチング処理を施して多孔性層が形成され、またはピラミッド（ｐｙｒａｍｉｄ）、ウエーブ（ｗａｖｅ）、及びミスト（ｍｉｓｔ）などのようなパターン１０ａが形成されていてよい。ここで、このように、表面がエッチング処理され、または表面にパターン１０ａが形成されたカバーガラス１０を作製した後、その透過率を測定してみたところ、入射した光が多孔性層またはパターン１０ａによって散乱し、従来の分光計では精度よい透過率の測定が不可能であったが、本発明の実施例に係る光源部１１０及び検知器１２０を含む透過率測定装置１００では、パターン１０ａの有無及びパターン１０ａの形態に関わらず、様々なタイプのカバーガラス１０に対する精度よい透過率の測定が可能であった。

一方、このようなカバーガラス１０に向けて光を入射させる光源部１１０は、精度よい透過率の測定のためにカバーガラス１０に向けて平行光を入射させるが、このために、光源部１１０は、光源１１１及びレンズ１１２を備えていてよい。ここで、光源１１１は、白色光を出光する装置であって、ハロゲンランプを光源１１１として用いてよい。そして、レンズ１１２は、光源１１１から出光した光を平行光に変換させる役割を果たす。これに加えて、光源１１１とレンズ１１２との間には、ピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）１１３が設けられていてよく、この場合、ピンホール１１３は、光源１１１から出光した光をレンズ１１２に集めるとともに、光の強さを増大させる役割を果たす。

検知器１２０は、光源１１１から出光してレンズ１１２を通ってカバーガラス１０に入射してから、カバーガラス１０を透過する光を検知する装置である。このとき、レンズ１１２からカバーガラス１０に入射する光は平行光であり、カバーガラス１０を透過する光は、カバーガラス１０にエッチング処理が施され、またはパターン１０ａが形成されている場合、散乱光になる。

一方、このような光を検知するために、検知器１２０は、カバーガラス１０の裏面に配設される。このような検知器１２０は、ポイントまたはスキャン方式にて光を検知することができる。このとき、検知器１２０は、精度よい透過率の測定を行なうために、透過した光の強さ（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が均一な区間内に配設される。これについて詳述すると、図４及び図５に示すように、カバーガラス１０に対する透過率の測定には、光の強さが均一な平行光を用いる。すなわち、光源部１１０から出光してカバーガラス１０に入射した光は、パターン１０ａが形成されているカバーガラス１０を通りながら散乱して拡散していくが、このとき、検知器１２０が前記カバーガラスの前面に向けて入射した光の大きさよりも小さい大きさにて形成されることから、検知器１２０に到逹できなかった光は他方から散乱して検知器１２０に入ってくる光によって代替される（ここで、大きさは、前方から見て光が照射される面積または検知器が占める面積を意味する）。よって、均一な平行光がカバーガラス１０によって散乱すると、透過後の光の強さは所定の区間で均一であり、カバーガラス１０から遠くなるほど光の強さが均一な区間は減るようになる。すなわち、カバーガラス１０を透過した後の光の強さが均一な区間内に検知器１２０を配設すると、光が損失することなく透過率の測定が可能になる。このとき、光の強さが均一な区間は、カバーガラス１０と検知器１２０との間が１５ｍｍ以内の区間であってよい。すなわち、検知器１２０がカバーガラス１０から１５ｍｍ以上離間して配設されると、散乱光がカバーガラス１０から検知器１２０に到逹するまでの間に一部の光が損失され、精度よい測定が不可能になる。このような検知器１２０は、光を検知するセンサーであるフォトダイオードとこれに接続されているデジタルマルチメータ（ＤＭＭ）からなるものであってよい。

一方、図６は、前記表１のデータ、すなわち、発明の実施例に係る光電池用カバーガラスの透過率測定装置にて種々のカバーガラスに対する透過率を測定した結果と従来の分光計にて測定した結果とを比較して示すグラフである。ここで、サンプル１〜３は、反射防止のために表面にエッチング処理が施されたカバーガラス１０であり、サンプル４は、エッチング処理が施されていないガラスである。

同表から分かるように、従来の分光計にて透過率を測定した比較例に対し、本発明の実施例に係る透過率測定装置にて透過率を測定した場合、すべてのサンプル１〜４において高い透過率を示した。これは、検知器１２０をカバーガラス１０の裏面における光の強さが一定の区間内に配設することで、光の損失を最小化した状態で透過率を測定したために現われた結果であると推察される。そして、表面にエッチング処理を施したカバーガラス（サンプル１〜３）が、エッチング処理が施されていないガラス（サンプル４）に比べて遥かに高い透過率を示すことを確認することができた。

以上、本発明を限定された実施例及び図面に基づいて説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有す摺る者なばら、このような記載から種々の修正及び変形が可能である。

よって、本発明の範囲は、上述した実施例に限定されてはならず、特許請求の範囲や特許請求の範囲と均等なものなどによって決められるべきである。

１００：透過率測定装置
１１０：光源部
１１１：光源
１１２：レンズ
１１３：ピンホール
１２０：検知器
１２１：フォトダイオード
１２２：ディジタルマルチメータ
１０：カバーガラス
１０ａ：パターン

Claims (9)

1. カバーガラスの前方に配設され、前記カバーガラスの前面に向けて光を入射させる光源部と、
   前記カバーガラスに入射してから前記カバーガラスを透過する光を検知するために前記カバーガラスの裏面に配設され、透過した光の強さ（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が均一な区間内に配設される検知器と、
   を含むことを特徴とする光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
2. 前記光源部は、前記カバーガラスに向けて平行光を入射させることを特徴とする請求項１に記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
3. 前記光源部は、
   光源と、
   前記光源から出光された光を平行光にするレンズとを含むことを特徴とする請求項２に記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
4. 前記光源と前記レンズとの間には、ピンホール（ｐｉｎ ｈｏｌｅ）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
5. 前記光源は、ハロゲンランプからなるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
6. 前記光の強さが均一な区間は、前記カバーガラスと前記検知器との間が１５ｍｍ以内の区間であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
7. 前記検知器は、前記カバーガラスの前面に向けて入射する光の大きさよりも小さい大きさにて形成されることを特徴とする請求項６に記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
8. 前記検知器は、
   フォトダイオードと、
   前記フォトダイオードに接続されているデジタルマルチメータ（ＤＭＭ）とを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。
9. 前記カバーガラスは、前面にパターンが形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光電池用カバーガラスの透過率測定装置。