JP2017010965A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】周辺への光害となる太陽電池モジュールからの反射光を長期間にわたって抑制できる太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】太陽電池モジュール１は、太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側に配置された平板状の受光面側保護部材１１とを備える。前記受光面側保護部材１１は、一方向に延在して溝底の谷部の拡開角度が直角である三角溝３１を受光面側の表面に備える。太陽電池モジュール１は、周辺への光害となる太陽電池モジュール１からの反射光を長期間にわたって抑制できる。【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池セルの受光面側に保護部材が配置された太陽電池モジュールに関する。

現在、再生可能エネルギーへの期待が世界的に高まってきており、特に太陽電池はその代表格として注目を浴びている。しかしながら、このように太陽電池の普及が進んでいく中で、太陽電池モジュールの設置により引き起こされる環境問題も認知されるようになってきた。太陽電池モジュールの設置により引き起こされる代表的な問題としては、太陽電池モジュールからの反射光による周辺への光害がある。

太陽電池モジュールの表面は、多くの場合、保護部材として用いられるガラス材料により構成されている。ガラス材料においては、平坦なガラス面に対して垂直に光が入射した場合は、光の反射はほとんど発生しない。一方で、平坦なガラス面に対して、入射方向がガラス面の面方向に近い光が入射した場合は、光の反射率が激増するという性質がある。このため、太陽電池モジュールの設置場所または季節によっては、太陽電池モジュールの表面からの反射光は、かなりの大きさになり、近隣への光害を発生させる要因となる。したがって、上記のような太陽電池の普及によって問題化すると考えられる事項に対し、早い段階で対策を講じておく必要がある。

このような問題に対して、表面に光散乱を起こすカバーガラスを設置するという方法が知られている。しかしながら、前記方法では反射光の低減が不十分であるとして、特許文献１では、太陽電池モジュール表面を光学設計した構造とし、反射光の方向を制御することが開示されている。特許文献１では、電池セルを有するセル組立体の表面、又は電池セルの入射面側に配置された保護材の表面に、入射光をその入射方向と平行な方向へ反射させる再帰性反射面が形成されている太陽電池モジュールが開示されている。

特開２０１４−１５４８３１号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、太陽電池モジュールの表面がコーナーキューブ状とされるため、太陽電池モジュールの表面が脆くなり、屋外では短期間で意図した光学特性を失いやすい、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、周辺への光害となる太陽電池モジュールからの反射光を長期間にわたって抑制できる太陽電池モジュールを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側に配置された平板状の受光面側保護部材とを備えた太陽電池モジュールであって、前記受光面側保護部材は、一方向に延在して溝底の谷部の拡開角度が直角である三角溝を受光面側の表面に備えること、を特徴とする。

本発明によれば、周辺への光害となる太陽電池モジュールからの反射光を長期間にわたって抑制できる太陽電池モジュールが得られる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを示す要部断面図 屈折率１．５の平板ガラス面に入射する光の入射角度と反射率との関係を示した図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの要部断面図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの受光面側保護部材に対して入射する光の光路について示した図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおいて１日の時刻毎の光の進行方向から見た、受光面側保護部材の三角溝の凹み角の一例を示した図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールにおいて光の進行方向での縦断面における光の入射および反射の様子を示した模式図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件１で設置した場合に受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件１で設置した場合に太陽電池モジュールの受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ１と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件２で設置した場合に受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件２で設置した場合に太陽電池モジュールの受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ２と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件３で設置した場合に受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件３で設置した場合に太陽電池モジュールの受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ３と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件４で設置した場合に受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを設置条件４で設置した場合に太陽電池モジュールの受光面側保護部材の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ４と、時刻との関係を示す特性図 本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図 本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールにおける反射光の光路の一例を示す模式図 本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図 本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュールにおける反射光の光路の一例を示す模式図 本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図 本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュールの要部側面図であり、図２１の矢視Ｃにおける要部側面図 本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュールの要部側面図であり、図２１の矢視Ｄにおける要部側面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を受光面側から見た平面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を示す要部断面図であり、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１は、複数の結晶系の太陽電池セル３が接続配線１４によって電気的に直列配線接続された太陽電池ストリング２、透光性を有して太陽電池ストリング２の受光面側を保護する受光面側保護部材１１、太陽電池ストリング２の裏面側を保護する裏面側保護部材１２および太陽電池ストリング２を封止する封止材１３を備える。太陽電池ストリング２は、太陽電池モジュール１の受光面側である表面側に配置された受光面側保護部材１１と太陽電池モジュール１の受光面と対向する裏面側に配置された裏面側保護部材１２との間に挟持された封止材１３の中に封止されている。太陽電池モジュール１では、受光面側保護部材１１側から光Ｌが入射する。なお、図１においては、受光面側保護部材１１および封止材１３を透過して見た状態を示している。

太陽電池ストリング２は、既定の配列方向に配列された複数の太陽電池セル３と、接続配線１４とを有する。複数の太陽電池セル３は、既定の配列方向において既定の距離だけ離間して同一平面上に規則的に配列されている。そして、隣接する２つの太陽電池セル３同士は、接続配線１４によって電気的に直列に接続されている。図１においては、１０個の太陽電池セル３が電気的に直列に接続された５本の太陽電池ストリング２が、さらに電気的に直列配線接続されて、１つの長い太陽電池ストリングが構成されている。

太陽電池セル３としては、片面発電型の結晶系太陽電池セルを用いることができる。太陽電池セル３は、光電変換機能を有する太陽電池基板であってｐｎ接合を有する半導体基板２１の受光面側に、図示しないシリコン窒化膜よりなる反射防止膜が形成されている。半導体基板２１は、ｐ型シリコンからなるｐ型半導体基板の受光面側に、リン拡散によってｎ型不純物拡散層が形成されている。ｐ型シリコンは、単結晶シリコンでもよく、また多結晶シリコンでもよい。また、ｐ型半導体基板の代わりにｎ型半導体基板を用いた半導体基板を用いてもよい。

また、半導体基板２１の受光面には、受光面電極２２が設けられている。半導体基板２１から光生成キャリアを集電する長尺細長の受光面グリッド電極と、受光面グリッド電極と導通して該受光面グリッド電極から光生成キャリアを集電する受光面バス電極とが、直交するように設けられている。また、半導体基板２１における受光面と対向する裏面には、裏面電極２３が設けられている。裏面電極２３としては、半導体基板２１から光生成キャリアを集電する長尺細長の裏面グリッド電極と、裏面グリッド電極と導通して該裏面グリッド電極から光生成キャリアを集電する裏面バス電極とが、直交するように設けられている。

受光面バス電極と裏面バス電極とは、平行に設けられている。受光面バス電極と裏面バス電極とは、接続配線である接続配線１４との接合用の接続電極として用いられる。そして、隣接する２つの太陽電池セル３同士は、一方の太陽電池セル３の受光面バス電極と、一方の太陽電池セル３の裏面バス電極とが接続配線１４によって電気的に直列に接続されている。

受光面側保護部材１１は、太陽電池セル３の受光面側に配置されて、太陽電池セル３の受光面側を保護する。受光面側保護部材１１は、太陽電池ストリング２の受光面側に封止材１３を介して該封止材１３の粘着力により固着されている。本実施の形態にかかる受光面側保護部材１１は、板ガラスが用いられている。板ガラスとしては、たとえば酸化シリコン（ＳｉＯ_２），酸化ナトリウム（ＮａＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とする一般のソーダライムガラスが使用される。受光面側保護部材１１の特徴については後述する。

裏面側保護部材１２は、太陽電池セル３の裏面側に配置されて、太陽電池セル３の裏側を保護する。裏面側保護部材１２は、太陽電池ストリング２の裏面側に封止材１３を介して該封止材１３の粘着力により固着されている。裏面側保護部材１２としては樹脂バックシートが用いられ、結晶系太陽電池モジュールで一般的に用いられる耐加水分解ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シート、オレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ：Polyvinyl Fluoride）樹脂シート、あるいはこれらを貼り合わせた積層樹脂シートを用いることができる。

封止材１３は、透明性すなわち光透過性と絶縁性とに優れた樹脂材料または有機材料からなる透明絶縁膜が用いられる。このような材料としては、たとえばポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂およびシリコーンゴムなどの絶縁材料を用いることができる。

なお、太陽電池モジュール１に用いる太陽電池セル３としては、結晶型に限定されず、種類を問わず薄膜型などの全ての太陽電池セルが使用可能である。

つぎに、本実施の形態１にかかる受光面側保護部材１１の特徴について説明する。図３は、屈折率１．５の平板ガラス面に入射する光の入射角度（°）と反射率（％）との関係を示した図である。図３における入射角度（°）は、入射光を平板ガラス面上に投影した場合の、入射光の投影線と入射光とがなす角度である。ガラス表面に入射する光は、光の入射角度が小さく垂直入射に近い場合、反射率は４％ほどとなる。しかし、光の入射角度が大きくなり、入射光の進行方向がガラス表面に対して平行に近づくと反射率は増大する。そして、入射角度が１０°程度まで下がると、反射率は５０％を超える。

ガラス表面に対して低屈折率の反射防止膜を形成することによりガラス表面での反射率を低減する方法が知られている。しかしながら、このような処理を行った場合でも、入射角度の小さい、低入射角度で入射する光の反射率の増大を防ぐことはできない。すなわち、屋根などの設置場所に設置された太陽電池モジュールに対して低い高度から入射される光の反射率を低減することができない。したがって、入射角度の小さい、低入射角度で入射する光の反射光に対しては、対策が不十分であり、太陽電池モジュールの光害も主にこのような条件で発生している。そこで、本実施の形態１においては、受光面側保護部材１１の受光面に三角溝３１を形成して、太陽電池モジュール１の受光面の面方向に対して平行に近い角度で光を入射させない構造としている。

図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を受光面側から見た斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１の要部断面図であり、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。図６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１の受光面側保護部材１１に対して入射する光の光路について示した図である。図４および図６においては受光面側保護部材１１に注目しており、太陽電池モジュール１における他の部材については詳細な図示を省略している。図４に示す太陽電池モジュール１においては、図４における上側が、太陽電池モジュール１が住宅の屋根などの設置場所に設置される際に上側となる。そして、図４に示す太陽電池モジュール１においては、図４における下側が、太陽電池モジュール１が住宅の屋根などの設置場所に設置される際に下側となる。図４および図６においては、理解の容易のため三角溝３１の溝底の谷部のラインを点線で示している。

受光面側保護部材１１は、縦１４０ｃｍ、横１１０ｃｍ、厚み１０ｃｍの外形寸法を有するガラス板である。なお、太陽電池モジュール１の外形寸法は、受光面側保護部材１１の面方向における外形寸法は、受光面側保護部材１１の面方向の外形寸法である。受光面側保護部材１１の受光面、すなわち封止材１３と接触していない側の表面には、１方向、すなわち受光面側保護部材１１の縦方向に延在する縦溝である三角溝３１が形成されている。太陽電池モジュール１の縦方向は、太陽電池モジュール１および受光面側保護部材１１の長手方向と同じ方向であり、上述した太陽電池セル３の既定の配列方向に対応する方向であり、太陽電池モジュール１が設置場所に設置された際に太陽電池モジュール１の上部と下部とを結ぶ方向である。

三角溝３１は、受光面側保護部材１１の横方向に沿った方向に２１本が形成されている。受光面側保護部材１１の横方向は、受光面側保護部材１１の短手方向である。なお、図４においては、理解の容易のため、三角溝３１の本数を減らして示している。また、受光面側保護部材１１の受光面において、受光面側保護部材１１の横方向における両端から２．５ｃｍの幅の領域は、三角溝３１が形成されていない平坦面３４とされている。

三角溝３１は、受光面側保護部材１１の横方向に沿った断面形状において、幅５ｃｍ、深さ３．５ｃｍの寸法を有し、溝底の谷部の拡開角度が９０°、すなわち直角とされている。受光面側保護部材１１における三角溝３１の内面の表面粗さは、０．０１μｍＲａ以上１．０μｍＲａ以下程度である。三角溝３１の谷部の拡開角度は、小さいことが好ましい。三角溝３１の谷部の角度が大きくなるほど、パネル表面、すなわち受光面側保護部材１１の表面がフラットパネルに近くなり、本実施の形態１にかかる受光面側保護部材１１による効果を失うためである。また、三角溝３１の谷部の拡開角度は、９０°未満でないことが好ましい。三角溝３１の谷部の拡開角度が９０°未満である場合には、三角溝３１の内部での反射回数が増大するため、反射光路の予測がし辛くなるためである。このため、本実施の形態１で用いる三角溝３１の谷部の角度は、９０°であることが最も好ましい。

三角溝３１は、受光面側保護部材１１の受光面に対してレーザー加工を行うことにより形成されている。なお、三角溝３１の形成の方法としては、レーザー加工の他にも、物理的に切り出す方法、研磨を用いる方法を用いることが可能である。また、微細な三角溝３１の形成の方法としては、化学的なエッチング処理を用いることも可能である。

三角溝３１の内壁のうち、受光面側保護部材１１を正面から見て左側に位置する第１の内壁３２に入射した入射光が該内壁で反射される場合、この第１の内壁３２で反射された反射光は、三角溝３１の深さに対して受光面側保護部材１１の面方向における該反射光の進行方向の長さが十分に短いと、三角溝３１の内壁のうち、受光面側保護部材１１を正面から見て右側に位置する第２の内壁３３で反射され易く、三角溝３１内での複数反射が起こり易くなり、低い高度から入射される光の反射率を低減することができる。三角溝３１の内壁のうち、第２の内壁３３に入射した入射光が該内壁で反射される場合も同様である。このため、溝についてはより小さく形成することが好ましい。

受光面側保護部材１１においては、受光面に入射した光の反射光の方向を三角溝３１によって制御および制限することができ、受光面における光の反射率を制限することができる。これにより、太陽電池モジュール１に低い高度から入射される光の反射率を低減することができる。

受光面側保護部材１１の受光面に入射して反射する光を該受光面に投影した投影線を考える。この投影線は、図６に示すように、受光面側保護部材１１の受光面に入射して反射する光の、受光面側保護部材１１の受光面における光の進行方向を示すライン３５に対応し、光の進行方向を示すライン３５に重なる。三角溝３１での反射機構は、投影線に平行な受光面側保護部材１１の縦断面と、投影線に垂直な受光面側保護部材１１の縦断面と、に分けて考えることができる。投影線に平行な受光面側保護部材１１の縦断面は、投影線に平行な面である。

投影線に垂直な縦断面では、光が傾斜４５度以下のガラス面に真上から入射する形、つまりガラス面に対して常に入射角４５度以上で入射することになる。ここで、ガラスの反射率は、入射角が大きい場合は十分に小さいため、この成分を無視して考える、つまり、三角溝３１での反射機構については、投影線、すなわち光の進行方向と平行な縦断面についてのみ考えればよい。

図６に示すように、受光面側保護部材１１の受光面の面方向において、受光面側保護部材１１の縦方向、すなわち三角溝３１の延在方向と直角に交わる軸をＸとし、以下では軸Ｘと呼ぶ。受光面側保護部材１１の面方向において、投影線、すなわち光の進行方向を示すライン３５と、軸Ｘとのなす角を面方向でのなす角θとする。ここでの、面方向でのなす角θは、光の進行方向を示すライン３５における光の入射地点を挟んで光の入射側のラインと、軸Ｘにおける光の入射地点を挟んで光の反射側のラインとのなす角である。

また、投影線での受光面側保護部材１１の縦断面において、投影線、すなわち光の進行方向と、受光面側保護部材１１への入射光とのなす角を垂直面でのなす角φとする。ここでの、垂直面でのなす角φは、入射光が入射した三角溝３１の内壁と入射光とのなす角ではなく、受光面側保護部材１１の面方向と入射光とのなす角である。また、垂直面でのなす角φは、光の進行方向を示すライン３５における、光の入射地点を挟んで光の入射側のラインと、入射光とのなす角である。

受光面側保護部材１１における、投影線での縦断面、すなわち光の進行方向に沿った縦断面を考える。面方向でのなす角θが変化するに従って、この縦断面における溝底の谷部の実質的な拡開角度である凹み角ｋは、面方向でのなす角θが変化するに従って変化する。すなわち、受光面側保護部材１１の面方向における光の進行方向によって、凹み角ｋは、変化する。凹み角ｋは、三角溝３１において対向する２つの内壁である第１の内壁３２と第２の内壁３３との、投影線での縦断面における三角溝３１の溝底でのなす角であり、光の進行方向から見た三角溝３１の、溝底での谷部の拡開角度である。

凹み角ｋは、図７に示すように、光の進行方向を軸Ｘに平行な方向として光が三角溝３１に入射するときの９０°から、光の進行方向を三角溝３１の延在方向に平行な方向として光が三角溝３１に入射するときの１８０°までの間で変化する。図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１において１日の時刻毎の光の進行方向から見た、受光面側保護部材１１の三角溝３１の凹み角ｋの一例を示した図である。図７では、太陽電池モジュール１の設置条件を、南向き設置、設置角度０°とした場合について示している。

光の進行方向に沿った縦断面における凹み角ｋは、以下の式（１）で示される。また、図８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１において光の進行方向での縦断面における光の入射および反射の様子を示した模式図である。図８（ａ）は、入射光Ｌ１が三角溝３１の第２の内壁３３で反射して反射光Ｌ２となって三角溝３１から出射する場合を示している。図８（ｂ）は、入射光Ｌ１が三角溝３１の第１の内壁３２で反射して反射光Ｌ３となり、さらに反射光Ｌ３が第２の内壁３３で反射して反射光Ｌ２となって三角溝３１から出射する場合を示している。図８（ｃ）は、入射光Ｌ１が三角溝３１の第１の内壁３２で反射して反射光Ｌ２となって三角溝３１から出射する場合を示している。

ｋ＝２ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ（９０°／２）×ｃｏｓθ）・・・（１）

面方向でのなす角φ、凹み角ｋを用いて、反射角度ｒおよび反射率Ｒの計算を行うことができる。反射角度ｒは、三角溝３１内で反射されて該三角溝３１内から出射される反射光と、受光面側保護部材１１の面方向とのなす角度である。反射率Ｒは、受光面側保護部材１１の受光面における三角溝３１に入射した光の反射率である。三角溝３１に入射する光の反射の仕方は、以下の（１）から（３）に示す３通りが存在する。そして、各々の場合の反射角度ｒおよび反射率Ｒは、以下の式（２）から式（７）で示される。

（１）φ＜９０−ｋ／２の場合
ｒ＝−φ＋ｋ・・・（２）
Ｒ＝Ｒ（φ−ｋ／２＋９０）・・・（３）
この（１）の場合は、図８における図８（ａ）に対応する。

（２）９０−ｋ／２＜φ＜１８０−ｋの場合
ｒ＝φ＋２ｋ−１８０・・・（４）
Ｒ＝Ｒ（φ＋ｋ／２−９０）×Ｒ（−φ＋３ｋ／２＋２７０）・・・（５）
この（２）の場合は、図８における図８（ｂ）に対応する。

（３）１８０−ｋ＜φ＜１８０の場合
ｒ＝−φ−ｋ＋３６０・・・（６）
Ｒ＝Ｒ（φ＋ｋ／２−９０）・・・（７）
この（３）の場合は、図８における図８（ｃ）に対応する。

なお、式（２）から式（７）における角度は、受光面側保護部材１１における、上記投影線に沿った縦断面、すなわち光の進行方向に沿った縦断面における、三角溝３１の溝底の谷部を中心として、光の入射側の仮想受光面となす角度である。仮想受光面は、受光面側保護部材１１の面方向と平行な面である。図８（ａ）から図８（ｃ）においては、仮想受光面および仮想受光面と平行な面を点線で示している。また、９０−ｋ／２は、光の進行方向に沿った縦断面における、三角溝３１の２つの内壁のそれぞれが受光面側保護部材１１の面方向となす角度、すなわち仮想受光面となす角度であり、図８（ａ）から図８（ｃ）においてはαで示している。

ここで、関数Ｒ（φ）は、垂直面でのなす角φの時の、受光面側保護部材１１の受光面における、三角溝３１が形成された領域における光の反射率を表す。屈折率１．５のガラスの場合、φ＝４５°の時は、Ｒ（φ）＝５％である。

以上の式より、太陽光の、面方向でのなすθと垂直面でのなす角φとから、反射角度ｒおよび反射率Ｒが算出できる。面方向でのなすθと垂直面でのなす角φとは季節、時刻および太陽電池モジュール１の設置角度と設置方向によって決まる。なお、上記においては、第１の内壁３２側から光が入射する場合について示したが、第２の内壁３３側から光が入射する場合も同様にして考えることができる。

上記の（１）の場合は、図８（ａ）に示すように受光面側保護部材１１に入射した光の反射光の方向を三角溝３１によって制御および制限することができ、低い高度から入射される光を高い高度の反射光として反射することができる。これにより、太陽電池モジュール１に低い高度から入射される光の反射率を低減することができる。

上記の（２）の場合は、図８（ｂ）に示すように受光面側保護部材１１に入射した光の反射光の方向を三角溝３１によって制御および制限することができる。

上記の（３）の場合は、図８（ｃ）に示すように受光面側保護部材１１の三角溝３１に入射した光の反射光の光路が図８（ｂ）と異なる。上記の（３）の場合は、受光面側保護部材１１の三角溝３１の内壁に入射した光の反射光が、反対側の溝表面に入射しない状況、すなわち第１の内壁３２に入射した光の反射光が第２の内壁３３の表面に入射しない状況である。このような光は、三角溝３１の表面に対して垂直に近い角度で入射するため反射率は極めて低くなる。

このような太陽電池モジュール１は、以下のようにして作製される。まず、公知の方法により複数の太陽電池セル３を作製する。そして、接続配線１４の一端側を１つの太陽電池セル３における受光面バス電極に接合するとともに他端側を他の太陽電池セル３における裏面バス電極に接合して、該接続配線１４によって複数の太陽電池セル３を電気的に直列接続することで太陽電池ストリング２を作製する。

つぎに、封止材１３を介して裏面側保護部材１２上に太陽電池ストリング２を設置する。つぎに、封止材１３を介して太陽電池ストリング２上に、三角溝３１の形成面を受光面側として受光面側保護部材１１を配置し、これらを真空中で加熱プレスする。これにより、上記の各部材がラミネートされて一体化し、太陽電池モジュール１が得られる。

つぎに、異なる設置条件における太陽電池モジュール１の効果について説明する。太陽電池モジュール１の設置位置は、日本国内の標準的な位置として北緯３４°の地点としている。

（太陽電池モジュール１の設置条件１：南向き設置、設置角度４０°）
図９および図１０に、設置条件１の場合の光の反射の様子を示す。図９は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件１で設置した場合に受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度（°）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図９（ａ）は、夏至の日における特性図である。図９（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図９（ｃ）は、冬至の日における特性図である。

なお、図９および後述する図１１、図１３、図１５においては、０°から９０°の高度と、１８０°から９０°の高度は、９０°を境にして方向が逆向きである同じ高度である。また、１８０°から２４０°は、９０°を境にして方向が逆向きであるとともに、水平面よりも下側に向かう方向の高度である。

図９においては、反射高度Ａ１（°）と反射高度Ｂ１（°）と太陽高度Ｓとを示している。反射高度Ａ１（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して東側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射され、三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。反射高度Ｂ１（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して西側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射されて三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。また、図９においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件１で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射高度である反射高度Ｃ１（°）を併せて示している。

図１０は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件１で設置した場合に太陽電池モジュール１の受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ１（％）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１０（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１０（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１０（ｃ）は、冬至の日における特性図である。また、図１０においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件１で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射率である反射率Ｅ１（％）を併せて示している。反射率（％）は、受光面側保護部材１１の全面または平面ガラスの全面における反射率（％）である。

設置条件１は、家庭用太陽電池の一般的な設置事例に相当する。実効的な凹み角ｋは、図９に示すように夏至時には正午付近で急激に上昇し、夏から冬に向かうにつれて時刻による変化が緩やかになる。図９（ａ）および図９（ｂ）から分かるとおり、比較用の太陽電池モジュールでは、春から秋にかけての日の出および日の入りの時間帯では、光の反射角度が１８０°以上、すなわち光の入射地点を挟んで反対側、且つほぼ水平方向へと向かう。図１０（ａ）および図１０（ｂ）から分かるとおり、この時の反射率はほぼ１００％になり、光害を生じさせるおそれがある。

一方、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１においては、春から秋にかけての日の出および日の入りの時間帯に太陽電池モジュール１に入射する光を、９０°程度の比較的高い高度に反射させることができている。そして、図１０（ａ）および図１０（ｂ）から分かるとおり、この時の反射率は１０％未満であり、光害を生じさせるおそれが非常に低く抑制されている。

また、正午付近に反射光の高度が低下するが、太陽電池モジュール１では、受光面側保護部材１１の三角溝３１の表面への入射角が小さく、すなわち三角溝３１の表面への入射角度が大きくなり、垂直入射に近くなるため、反射率は十分低く保たれている。さらに、太陽電池モジュール１では、横方向における外周縁部の僅かな平坦面３４の領域以外には、ガラス面に水平に光が入射することがないため、全時間帯において反射率が低く抑えられている。

（太陽電池モジュール１の設置条件２：南向き設置、設置角度１０°）
図１１および図１２に、設置条件２の場合の光の反射の様子を示す。図１１は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件２で設置した場合に受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度（°）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１１（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１１（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１１（ｃ）は、冬至の日における特性図である。

図１１においては、反射高度Ａ２（°）と反射高度Ｂ２（°）と太陽高度Ｓとを示している。反射高度Ａ２（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して東側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射され、三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。反射高度Ｂ２（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して西側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射されて三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。また、図１１においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件２で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射高度である反射高度Ｃ２（°）を併せて示している。

図１２は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件２で設置した場合に太陽電池モジュール１の受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ２（％）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１２（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１２（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１２（ｃ）は、冬至の日における特性図である。また、図１２においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件２で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射率である反射率Ｅ２（％）を併せて示している。反射率（％）は、受光面側保護部材１１の全面または平面ガラスの全面における反射率（％）である。

設置条件２は、メガソーラーなど、平地に太陽電池モジュールを設置する事例に相当する。設置条件２の場合は、設置条件１と異なり太陽電池モジュールの設置角度を小さくすることで真夏時における太陽高度の低い時間帯でも光を入射させることができ、発電量を稼ぐことができる。しかしながら、比較用の太陽電池モジュールの場合は、設置条件１の場合と同じく日の出および日の入りの時間帯に、入射光を入射方向とは逆方向、すなわち光の入射地点を挟んで反対側、且つほぼ水平方向へとほぼ１００％跳ね返してしまい光害を発生させる問題がある。

特に設置条件２の場合は、上述した垂直面でのなす角φ、すなわち入射光と太陽電池モジュールの表面との角度の範囲が狭くなる冬場においても、日の出および日の入りの時間帯の光の反射が比較的大きく発生する。これは、太陽電池モジュールの設置角度が小さい場合には、どの季節であっても日の出および日の入りの時間帯には光入射する角度、すなわち上述したなす角θが約０°になるからである。

一方、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１においては、設置条件２のような平地設置型の太陽電池モジュールとして使用した場合でも、反射光を９０°程度の比較的高い高度に反射させることができ、また反射率を低く抑えることができる。太陽電池モジュール１では、上述したように傾斜部、すなわち三角溝３１の内壁に光が入射して反射する。このため、日の出および日の入りの時間帯でも、低い高度から入射される光を高い高度の反射光として反射することができる。これにより、太陽電池モジュール１に低い高度から入射される光の反射率を低減することができ、低い高度への光の反射を十分低く抑えることができる。また、図１２（ｃ）から分かるように、冬至時の反射率は、１０％未満である。すなわち、太陽電池モジュール１では、設置角度が小さくても冬場での反射率が増大しないため、太陽電池モジュール１の設置角度をより小さくして、さらに発電量を稼ぐことも可能である。

（太陽電池モジュール１の設置条件３：東向き設置、設置角度４０°）
図１３および図１４に、設置条件３の場合の光の反射の様子を示す。図１３は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件３で設置した場合に受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度（°）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１３（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１３（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１３（ｃ）は、冬至の日における特性図である。

図１３においては、反射高度Ａ３（°）と反射高度Ｂ３（°）と太陽高度Ｓとを示している。反射高度Ａ３（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して北側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射され、三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。反射高度Ｂ３（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して南側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射されて三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。また、図１３においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件３で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射高度である反射高度Ｃ３（°）を併せて示している。

図１４は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件３で設置した場合に太陽電池モジュール１の受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ３（％）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１４（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１４（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１４（ｃ）は、冬至の日における特性図である。また、図１４においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件３で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射率である反射率Ｅ３（％）を併せて示している。反射率（％）は、受光面側保護部材１１の全面または平面ガラスの全面における反射率（％）である。

家庭用の太陽電池は、好ましくは南向きの屋根に設置されるべきである。しかしながら、現実には南以外の他の方向に向いている屋根に設置する場合も有り得る。比較用の太陽電池モジュールを東向きに設置する場合は、図１４から分かるように全ての季節において、正午付近までは反射率が低い。しかしながら、比較用の太陽電池モジュールを東向きに設置する場合は、図１４から分かるように、その後、太陽光が太陽電池モジュールに入射しなくなる時刻に近い時間帯で急激に反射率が上昇し、光害を発生させるおそれがある。

一方、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１においては、秋から春までの季節においては、太陽光が太陽電池モジュール１に入射しなくなる時刻に近い時間帯においても、反射率を十分低く抑えることができる。なお、太陽電池モジュール１においても、夏では、太陽光が太陽電池モジュール１に入射しなくなる時刻に近い時間帯の反射率が高くなるが、比較用の太陽電池モジュールよりも低く抑えることができる。

（太陽電池モジュール１の設置条件４：北向き設置、設置角度４０°）
図１５および図１６に、設置条件４の場合の光の反射の様子を示す。図１５は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件４で設置した場合に受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射光の高度である反射高度（°）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１５（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１５（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１５（ｃ）は、冬至の日における特性図である。

図１５においては、反射高度Ａ４（°）と反射高度Ｂ４（°）と太陽高度Ｓとを示している。反射高度Ａ４（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して西側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射され、三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。反射高度Ｂ４（°）は、三角溝３１において溝底の谷部に対して東側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射されて三角溝３１から出射された反射光の反射高度である。また、図１５においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件４で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射高度である反射高度Ｃ４（°）を併せて示している。

図１６は、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１を設置条件４で設置した場合に太陽電池モジュール１の受光面側保護部材１１の受光面に入射した光の反射率である反射率Ｄ４（％）と、時刻（時）との関係を示す特性図である。図１６（ａ）は、夏至の日における特性図である。図１６（ｂ）は、春分の日および秋分の日における特性図である。図１６（ｃ）は、冬至の日における特性図である。また、図１６においては、受光面側保護部材１１の代わりに平面ガラスを備えた比較用の太陽電池モジュールを設置条件４で設置した場合に平面ガラスの受光面に入射した光の反射率である反射率Ｅ４（％）を併せて示している。反射率（％）は、受光面側保護部材１１の全面または平面ガラスの全面における反射率（％）である。

設置条件４は、家庭用の太陽電池モジュールとして太陽電池モジュール１を北向きの屋根に設置した場合について述べる。図１５（ａ）および図１６（ａ）から分かるように、夏場では低い高度からの光の入射がなく、全体的に反射率が低くなっている。一方、冬場は基本的に太陽が南向きから入射し、且つ入射高度も低いので発電ができない。したがって、低い高度への光の反射が問題となるのは、夏と冬との間の時期である。春分および秋分の時期には、日の出が真東になり、日の入りが真西になる。このため、比較用の太陽電池モジュールの場合には、図１５（ｂ）および図１６（ｂ）から分かるように、日の出および日の入りの時間帯において、平面ガラスの面方向とほぼ平行に光が入射してしまい、反射率が高くなる。

一方、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１においては、図１５（ｂ）および図１６（ｂ）から分かるように、比較用の太陽電池モジュールの場合のような反射高度が１８０°付近である、低い高度への光の反射がなく、反射率を十分低く抑えることができる。

上述したように、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１は、複数の縦溝が受光面側に並列配置された受光面側保護部材１１を備える。受光面側保護部材１１は、太陽電池モジュール１での反射光の高度を制御および制限することができる。これにより、太陽電池モジュール１は、主に日の出および日の入りの時間帯における光害の原因となる低い高度から入射される光の低い高度への反射を抑制して、光害の原因となる低い高度への光の反射量を低減できる。したがって、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１によれば、太陽電池モジュール１での反射光による近隣被害である光害を防ぐことができる。

また、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１は、受光面側保護部材１１の表面に縦溝構造を形成した簡略な構造のため、製造が容易であり、受光面側保護部材１１の機械的特性においても高い信頼性が得られ破損しにくく、長期間にわたって上述した受光面側保護部材１１による光害を防ぐことができるという光学的効果が得られる。

なお、上記においては多数の三角溝３１を受光面側保護部材１１の表面に設けた場合について説明したが、効果は低減するが１本の三角溝３１でも光害の原因となる、水平面よりも低い高度への光の反射量を低減する効果が得られる。また、三角溝３１を受光面側保護部材１１の横方向において断続的に設ける配置とすることも可能である。

実施の形態２．
実施の形態２では、太陽電池モジュールの設置条件により高い高度から太陽電池モジュールに入射する光、すなわち高入射高度の光の、低い高度への反射の抑制について説明する。図１７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール４１を受光面側から見た斜視図である。図１８は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール４１における反射光の光路の一例を示す模式図である。図１８においては、太陽電池モジュール４１が傾斜を有する屋根に設置された状態について示しており、水平面を点線で示している。

実施の形態２にかかる太陽電池モジュール４１は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１に反射光遮断部が取り付けられている点が、太陽電池モジュール１と異なる。なお以下では、反射光遮断部を含む実施の形態２にかかる太陽電池モジュールを表す場合には太陽電池モジュール４１と、太陽電池モジュール４１のうち反射光遮断部を含まない実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１の構成部分を表す場合には、太陽電池モジュール１と記す。

反射光遮断部は、高い入射高度で太陽電池モジュール１に入射する光が低い高度へ反射されて照射されることを抑制するために設けられ、受光面側保護部材１１の下端部近傍に設けられる。反射光遮断部は、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側へ向かう反射光を反射し、または吸収して、該反射光の太陽電池モジュール１よりも下方への進行を遮断する。なお、吸収には、無反射状体を含んでもよい。これにより、太陽電池モジュール４１は、太陽電池モジュール１の受光面で反射した反射光が周辺の構造物または近隣領域に向かうことを防止でき、地面側に向かう反射光による光害を防ぐことができる。

太陽電池モジュール４１は、反射光遮断部として、プラスチック板の表面に銀の蒸着が施された反射板４２を備える。反射板４２は、縦３２ｃｍ、横１１０ｃｍ、厚さ１ｃｍの外形寸法を有する。反射板４２は、本体部４３と取り付け部４４とを有する。反射板４２は、太陽電池モジュール１の下端部の端面に取り付け部４４が接着されることにより、太陽電池モジュール１に取り付けられている。反射板４２は、太陽電池モジュール１の面方向と本体部４３との間のなす角が４０°とされて、本体部４３が太陽電池モジュール１の受光面から離間した状態で太陽電池モジュール１に取り付けられている。

本実施の形態２で用いる反射光遮断部としての反射板４２は、各種樹脂板、プラスチック板、ガラス板などの基板の表面に銀蒸着を施したもの、またはアルミニウムなどの金属板を使用することができる。反射板４２の表面の材料は、光の反射率を高くして太陽電池モジュール１へ返す光を増大させるために、銀を用いることが好ましい。なお、太陽電池モジュール１の受光面で反射して地面へ向かう反射光を抑制できればよいという観点から、反射板４２の表面の材料には、アルミニウムなどの金属材料および黒色板など光吸収材料を使用して、反射光を吸収させることもできる。

また、反射板４２は、反射板４２に横方向から直接入射する光が反対方向へと反射されることを防ぐため、本体部４３の太陽電池モジュール１側のおもて面が光散乱面とされてもよい。光散乱面としては、太陽電池モジュール１の受光面と同様に、本体部４３の太陽電池モジュール１側のおもて面において縦方向に延在する溝を有する形状、または本体部４３の太陽電池モジュール１側のおもて面において縦方向に延在する山折り形状にしてもよい。同様に、反射板４２は、本体部４３における表面と対向するうら面が光散乱面とされてもよい。また、反射板４２に横方向から直接入射する光が反対方向へと反射されることを防ぐため、横方向における反射板４２の両端部に遮光板を設けてもよい。

反射板４２の本体部４３において、本体部４３と取り付け部４４との境界線に隣接する領域には、図１７に示されるように開口部４５が形成されている。すなわち、開口部４５は、反射板４２の本体部４３において、太陽電池モジュール１の下端部の上端辺に接する領域における上端辺の上部に形成されている。太陽電池モジュール４１においては、太陽電池モジュール１の下端部の上端辺に沿って断続的に矩形形状の４つの開口部４５が設けられている。開口部４５は、横３０ｃｍ、幅１ｃｍである矩形形状を有する。

上述した特許文献１の技術では、電池ユニットがコーナーキューブ状の凹み構造で配置されるため、太陽電池モジュールの表面に溜まった汚れが除去されにくく、屋外で運用するに当たっての耐久性の問題があった。また、特許文献１の技術では、太陽電池モジュールの表面の汚れに起因した発電効率の低下の問題があった。

しかしながら、太陽電池モジュール４１は、反射板４２が開口部４５を備えることにより、反射板４２の本体部４３と太陽電池モジュール１の上面とに挟まれた領域に到達した葉っぱおよびゴミなどの汚れを該開口部４５から太陽電池モジュール４１の外部に排出できる。また、太陽電池モジュール１の上面を流れて太陽電池モジュール１の下端部に溜まった雨水を効率良く太陽電池モジュール４１から排出することができる。すなわち、反射板４２が開口部４５を備えることにより、反射板４２の本体部４３と太陽電池モジュール１の上面とに挟まれた領域に汚れおよび雨水が溜まることを防止できる。これにより、太陽電池モジュール４１は、上述した耐久性および発電効率の低下の問題の発生を防止できる。

なお、開口部４５の大きさ、形状および数量は、反射板４２の本体部４３と太陽電池モジュール１の上面とに挟まれた領域に到達した汚れを該開口部４５から太陽電池モジュール４１の外部に排出できる大きさ、形状および数量であればよく、特に限定されない。また、上述した効果が得られれば、開口部４５の下辺は、太陽電池モジュール１の下端部の上端辺よりも上方にずれていてもよい。

つぎに、実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１に反射板４２が取り付けられた太陽電池モジュール４１における光の反射機構について説明する。太陽電池モジュール１において、図１３および図１４に示した設置条件３：東向き設置、設置角度４０°の場合では、１４時頃から反射率が増大してくる。この時間帯における太陽電池モジュール１での反射光の反射方向、すなわち反射光の太陽電池モジュール１からの出射方向は、三角溝３１における２つの内壁の内、どちらの内壁に光が入射したかにより異なる。

入射光が三角溝３１において溝底の谷部に対して南側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射され、三角溝３１から出射された反射光の反射方向は、２１５°方向程度である。入射光が三角溝３１において溝底の谷部に対して北側に位置する内壁に入射して三角溝３１内において反射され、三角溝３１から出射された反射光の反射方向は、３５°方向程度である。ここで、反射光の反射方向が２１５°方向とは、光の入射地点を挟んで入射側と反対側であり、且つ水平面から地面に向かって３５°の角度で下向きに反射光が進むことを示している。また、反射光の反射方向が３５°方向とは、反射光と光の入射方向が同一の方角にあり、且つ水平面から地面に向かって３５°の角度で上向きに反射光が進むことを示している。

太陽電池モジュール４１では、上述した反射光の反射方向が２１５°方向のように水平面から地面に向かって下向きに進む反射光を反射板４２で反射させて水平面よりも上方に向けて反射させることができ、さらに反射板４２の設置角度を調整することにより、反射板４２で反射させた光を再び太陽電池モジュール１の受光面を介して太陽電池セル３に入射させることが可能となっている。地面に向かって下向きに進む反射光を反射板４２で反射させて水平面よりも上方の角度に反射させることで、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側、すなわち水平面よりも下側に向かう反射光を遮断することができる。また、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側、すなわち水平面よりも下側に向かう反射光を再び太陽電池モジュール１に入射させることにより、光電変換効率の向上が可能である。

図１８において、太陽電池モジュール１の受光面に入射した入射光Ｌｉの反射光Ｌｒ１と太陽電池モジュール１の面方向とのなす角をなす角ａ、反射板４２と太陽電池モジュール１の面方向とのなす角をなす角ｂとする。太陽電池モジュール１の受光面における反射光Ｌｒ１が反射板４２に入射して反射された反射光Ｌｒ２は、（１８０°−ａ−２ｂ）°の再入射角度ｃで太陽電池モジュール１に再入射する。

なお、反射光Ｌｒ２について、高い高度から太陽電池モジュール１の受光面に入射する入射光Ｌｉの反射光量は、太陽電池モジュール４１が設置された屋根の傾斜角度ｄが大きくなるほど増大する。これは、三角溝３１の延在方向と太陽電池モジュール１の受光面に入射する入射光の進行方向が近くなるためである。

一方、その代わりに、太陽電池モジュール１の受光面における反射光Ｌｒ１と太陽電池モジュール１の面方向とのなす角ａは０°に近くなり、この反射光Ｌｒ１と太陽電池モジュール１の面方向とが平行に近くなる。このため、反射板４２においてこの反射光Ｌｒ１を捉え易くなり、太陽電池モジュール１に反射光を再入射させやすくなる。

逆に、屋根の傾斜角度ｄが３０°である、傾斜が緩やかな屋根に太陽電池モジュール４１が設置された場合には、反射板４２に入射する反射光Ｌｒ１の反射光量は屋根の傾斜角度ｄが４０°である場合より若干減る。一方、太陽電池モジュール１の受光面における反射光Ｌｒ１と太陽電池モジュール１の面方向とのなす角ａは、大きくなる。屋根の傾斜角度ｄが４０°である場合のなす角ａは、ａ≒５°程度である。屋根の傾斜角度ｄが３０°である場合のなす角ａは、ａ≒１０°程度である。

本実施の形態２においては、太陽電池モジュール１の受光面の上端部で反射した光を反射板４２に入射させるために、反射板４２の大きさ、および反射板４２と太陽電池モジュール１の面方向とのなす角ｂを決める必要がある。太陽電池モジュール１の受光面の上端部で反射した光は、太陽電池モジュール１の下端部に到達したときには、太陽電池モジュール１の受光面の縦の長さ×ｔａｎ（ａ）の離間距離だけ太陽電池モジュール１の受光面から離れている。この離間距離は、ａ＝５°の場合は、太陽電池モジュール１の受光面の縦の長さ×０．０９の長さに相当し、ａ＝１０°の場合は、太陽電池モジュール１の受光面の縦の長さ×０．１８の長さに相当する。

また、太陽電池モジュール１の受光面で反射した反射光Ｌｒ１を太陽電池モジュール１の受光面へ再び返すところまで想定した場合、なす角ｂについての条件は、より制限される。上述したように屋根の傾斜角度ｄ＝４０°とした場合、太陽電池モジュール１の受光面への反射光の再入射が可能であり、再入射角度ｃは約９０°前後になり、屋根の傾斜角度ｄ＝４０°のとき、太陽電池モジュール１に対してｓｉｎ５°／ｓｉｎ１３５°で約０．１２、屋根の傾斜角度ｄ＝３０°の時、ｓｉｎ１０°／ｓｉｎ１３０°で約０．２３の比率の長さが必要になる。このとき、ｂ＝４５−ａ／２である。本実施の形態２では屋根の傾斜角度ｄが４０°から３０°まで対応できることを想定して反射板４２の長さを設定している。太陽電池モジュール１の受光面の縦の長さが１．４ｍのとき、反射板４２の長さを３２ｃｍとすると、前記の条件を満たすことが可能である。

本実施の形態２では、反射板４２で反射した光が太陽電池モジュール１に垂直に入射することを想定してなす角ｂを決めたが、ガラスの反射率は入射角が４５°以下であれば十分低く保たれるので太陽電池モジュール１とのなす角についてはもっと広くし、できるだけ反射板４２によって正面からの入射光が遮られることを防ぐ設定としてもよい。

上述したように、実施の形態２にかかる太陽電池モジュール４１は、反射光遮断部としての反射板４２を備えるため、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側、すなわち水平面よりも下側に向かう反射光を遮断することができる。これにより、北向き、東向き、または西向きの屋根に太陽電池モジュール１が設置されていても、太陽電池モジュール１の受光面で反射した反射光が周辺の構造物または近隣領域に向かうことを防止できる。したがって、太陽電池モジュール４１は、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側に向かう反射光による光害を防ぐことができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、反射光遮断部が太陽電池モジュール１の受光面への太陽電池モジュール１の正面側からの光の入射を遮らない構造について説明する。図１９は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール５１を受光面側から見た斜視図である。太陽電池モジュール５１は、反射光遮断部として、太陽電池モジュール１の下端部から離間した状態で太陽電池モジュール１に接続配置された箱形反射光遮断部５２を備える。また、箱形反射光遮断部５２の内部には反射板５３が設置されている。図２０は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池モジュール５１における反射光の光路の一例を示す模式図である。図２０においては、太陽電池モジュール５１が傾斜を有する屋根に設置された状態について示しており、水平面を点線で示している。

箱形反射光遮断部５２は、太陽電池モジュール１の下端部に対向する側の面が開口された細長の箱形形状を有する。箱形反射光遮断部５２の内部には、反射板５３が配置されている。反射光遮断部の外面は無反射性の板で覆われている。無反射性の板は、黒色、濃紺などの黒色系の板を用いることができる。これにより、太陽電池モジュール５１は、箱形反射光遮断部５２の外面で反射されて地面側に向かう反射光による光害を防ぐことができる。

箱形反射光遮断部５２は、両端部、すなわち、太陽電池モジュール１の下端部の上端辺に沿った方向において対向する両側の端面が無反射の板で覆われている。すなわち、箱形反射光遮断部５２は、反射板５３における横方向の両端側に無反射の板を備える構成を有する。これにより、太陽電池モジュール５１は、箱形反射光遮断部５２内に入射した光が箱形反射光遮断部５２外に横方向に照射されることを防止できる。また、太陽電池モジュール１の横方向から反射板５３に光が直接入射して横方向の反対側に反射されることを防止できる。

また、箱形反射光遮断部５２は、外面を無反射の板で覆う代わりに、光吸収できる材料により形成されてもよい。この場合も、太陽電池モジュール５１は、箱形反射光遮断部５２の外面で反射されて地面側に向かう反射光による光害を防ぐことができる。

また、箱形反射光遮断部５２は、受光面側保護部材１１の受光面で反射された反射光が入射する反射光入射領域である内面が無反射の材料または光吸収できる光吸収材料により形成される場合には、反射板５３を備えなくてもよい。この場合も、太陽電池モジュール５１は、太陽電池モジュール１の受光面で反射して箱形反射光遮断部５２内に入射した反射光が周辺の構造物または近隣領域に向かうことを防止できる。

なお、本実施の形態３における箱形反射光遮断部５２は、上面および側面が光散乱面とされてもよい。光散乱面としては、受光面側保護部材１１の受光面と同様に、受光面側保護部材１１の横方向と垂直な面内において延在する溝を有する形状、または受光面側保護部材１１の横方向と垂直な面内において延在する山折り形状にしてもよい。

このような太陽電池モジュール５１は、太陽電池モジュール１の受光面に入射した入射光Ｌｉの反射光Ｌｒ１が箱形反射光遮断部５２の内部の反射板５３に入射して反射された反射光Ｌｒ２は、太陽電池モジュール１側に戻される。これにより、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側に向かう反射光が周辺の構造物または近隣領域に向かうことを防止できる。したがって、太陽電池モジュール５１は、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側に向かう反射光による光害を防ぐことができる。

また、箱形反射光遮断部５２は、太陽電池モジュール１の下端部の近傍において、太陽電池モジュール１の受光面に垂直な領域に重複しない領域、すなわち太陽電池モジュール１の受光面に垂直な領域に配置されている。これにより、太陽電池モジュール１の受光面への太陽電池モジュール１の正面側からの光の入射を、反射光遮断部が遮ることを防止でき、反射光遮断部に起因した発電量の低下を防止できる。この効果は、北向き以外の向きの屋根に太陽電池モジュール１が設置された場合に、有効である。

実施の形態４．
実施の形態４では複数の反射板を、縦方向において隣接する太陽電池セル３間に対応する領域に設置する構造について説明する。図２１は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュール６１を受光面側から見た斜視図である。図２２は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュール６１の要部側面図であり、図２１の矢視Ｃにおける要部側面図である。図２３は、本発明の実施の形態４にかかる太陽電池モジュール６１の要部側面図であり、図２１の矢視Ｄにおける要部側面図である。

太陽電池モジュール６１は、受光面側保護部材１１の横方向に延在する複数の反射板６２が、太陽電池モジュール１の受光面側保護部材１１における受光面上に、受光面側保護部材１１の面方向と垂直に配置されている。反射板６２は、図２３に示すように、縦方向において隣接する太陽電池セル３間に対応する領域に等間隔で設置されている。反射板６２は、図２２に示すように、本体部６３と、本体部６３の長手方向の両端に設けられた取り付け部６４とを有する。本体部６３は、受光面側保護部材１１の横方向に沿った断面が、三角溝３１の表面形状に沿った形状を有する。反射板６２は、取り付け部６４が受光面側保護部材１１の平坦面３４に接着等の方法により取り付けられることにより、本体部６３が受光面側保護部材１１の表面から離間した状態で受光面側保護部材１１の上に配置されている。なお、図２３においては、理解の容易のため、取り付け部６４の表示を省略している。

このように構成された太陽電池モジュール６１では、反射板６２を受光面側保護部材１１の縦方向に分散して配置することにより、一枚あたりの反射板６２の高さを低くすることができる。これにより、太陽電池モジュール６１の下端部領域に反射光遮断部を設けて縦の大きさを拡大しなくても、太陽電池モジュール６１の縦の大きさの拡大を抑制しつつ、上述した反射板４２と同じ効果を得ることができる。本実施の形態４では、太陽電池モジュール１の表面に反射板６２を１１枚設置している。受光面側保護部材１１の縦方向における隣接する反射板６２の設置間隔ｇを１１．５ｃｍ、反射板６２の本体部６３の高さ方向の幅ｅを２ｃｍとした。三角溝３１の表面と本体部６３の間には、三角溝３１上への汚れの滞留防止のために、反射板６２の高さ方向の幅ｅと同じ高さである離間間隙ｆとして２ｃｍの間隙を設けている。

太陽電池モジュール６１では、図２３に示すように、太陽電池モジュール６１の上方から反射板６２の本体部６３に入射する入射光Ｌ１１は、反射板６２の本体部６３で反射した反射光１１１となって、太陽電池モジュール６１の上方に戻る。また、太陽電池モジュール６１の上方から入射して反射板６２の本体部６３の上方を通過する入射光Ｌ１２は、受光面側保護部材１１の表面の三角溝３１で反射した反射光Ｌ１２１となって、太陽電池モジュール６１の下方に進む。また、太陽電池モジュール６１の上方から入射して反射板６２の本体部６３の下方を通過する入射光Ｌ１３は、受光面側保護部材１１の表面の三角溝３１で反射した反射光Ｌ１３１となって、太陽電池モジュール６１の下方に進む。

太陽電池モジュール６１を構成する上では、受光面側保護部材１１の上方から入射する、受光面側保護部材１１で反射させたい光の入射角度βと隣接する反射板６２の設置間隔ｇとにより反射板６２の高さ方向の幅ｅを決める。入射角度βは、受光面側保護部材１１の面方向と、受光面側保護部材１１の上方から受光面側保護部材１１に入射する光とのなす角である。ここで、ｅ＝（ｇ×ｔａｎβ）／２であり、反射板６２の本体部６３の高さ方向の幅ｅと同じ高さである離間間隙ｆも同様に決められる。この反射板６２の高さ位置、すなわち、反射板６２の上端位置において入射角度βで入射する光は全て反射板６２の本体部６３と太陽電池モジュール１の表面とを経由するようになる。本実施の形態４の場合、太陽電池モジュール６１の上方から約１０°の入射角度βで反射板６２に入射する光において成り立つように反射板６２の本体部６３の高さ方向の幅ｅを設定した。

本実施の形態４では、想定した入射角度βよりも大きな入射角度で太陽電池モジュール６１の上方から入射した光は、反射板６２を経由しにくくなる。逆に想定した入射角度βよりも小さな入射角度で太陽電池モジュール６１の上方から入射した光は、一部が反射板６２の本体部６３に複数回入射するため反射方向を制御できなくなる。したがって、複数の反射板６２を用いた太陽電池モジュール６１の場合は、想定した入射角度βに対してのみ、受光面側保護部材１１の上方から入射した光を反射板６２で反射して再度上方に戻すことができるという反射板６２の効果が得られ、それ以外の場合では、入射角度が入射角度βからずれるにしたがって徐々に効果が少なくなる。本実施の形態４では、上述した太陽電池モジュール１の設置条件４のように太陽電池モジュールを北向き設置とした場合に
三角溝３１構造では捉えきれない入射角度βが１０°程度の反射光の跳ね返しを目的とするので十分に効果がある。

なお、受光面側保護部材１１の縦方向において、反射板６２の前後には、太陽電池モジュール６１の上方から入射した光が反射板６２によって遮光される領域と、反射板６２によって入射光が増幅される領域ができる。このため、反射板６２を用いることにより、太陽電池セル３の面内に入射光量にムラが発生する。

このような入射光量のムラの影響をできるだけ防ぐために、本実施の形態４では、受光面側保護部材１１の縦方向における太陽電池モジュール６１内の太陽電池セル３よりも多くの反射板６２を配置することが好ましい。すなわち、受光面側保護部材１１の縦方向における太陽電池セル３上の領域にも、反射板６２を配置する。これにより、受光面側保護部材１１の縦方向における、太陽電池セル３への入射光量のムラの発生周期を短くし、太陽電池セル３ごとの入射光量のばらつきを抑えることができる。

太陽電池セル３への入射光量のムラの発生周期を短くし、太陽電池セル３ごとの入射光量のばらつきを抑える観点からは、反射板６２は、縦方向において等間隔に配置されればよく、縦方向において隣接する太陽電池セル３間に対応する領域に設置されていなくてもよい。

本実施の形態４では、受光面側保護部材１１の縦方向において、反射板６２を地面側から１１．５ｃｍ間隔で１１枚設置している。なお、入射角度βが５°から１０°の範囲である場合には、受光面側保護部材１１の縦方向における上端部の反射板６２で反射された反射光を太陽電池セル３に入射させるためには、受光面側保護部材１１の縦方向において、最上位置の反射板６２の上部には隣接する反射板６２の間隔ｇの２倍の長さのゆとりが必要である。

上述したように、実施の形態４においては、太陽電池モジュール６１では、反射板６２を受光面側保護部材１１の縦方向に分散して配置することにより、一枚あたりの反射板６２の高さを低くする。これにより、太陽電池モジュール６１の下端部領域に反射光遮断部を設けて縦の大きさを拡大しなくても、上述した反射板４２および箱形反射光遮断部５２と同様に、太陽電池モジュール６１の受光面で反射されて地面側、すなわち水平面よりも下側に向かう反射光を遮断することができる。したがって、太陽電池モジュール６１は、太陽電池モジュール１の受光面で反射されて地面側に向かう反射光による光害を防ぐことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，４１，５１，６１ 太陽電池モジュール、２ 太陽電池ストリング、３ 太陽電池セル、１１ 受光面側保護部材、１２ 裏面側保護部材、１３ 封止材、１４ 接続配線、２１ 半導体基板、２２ 受光面電極、２３ 裏面電極、３１ 三角溝、３２ 第１の内壁、３３ 第２の内壁、３４ 平坦面、３５ 光の進行方向を示すライン、４２ 反射板、４３，６３ 本体部、４４，６４ 取り付け部、４５ 開口部、５２ 箱形反射光遮断部、５３，６２ 反射板、ａ，ｂ なす角、ｃ 再入射角度、ｄ 傾斜角度、ｅ 反射板の高さ方向の幅、ｆ 離間間隙、ｇ 隣接する反射板の設置間隔、ｋ 凹み角、ｒ 反射角度、Ｌ 光、Ｌｉ，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３ 入射光、Ｌｒ１，Ｌｒ２，Ｌ１１１，Ｌ１２１，Ｌ１３１ 反射光、Ｒ 反射率、θ 面方向でのなす角、φ 垂直面でのなす角、Ｘ 三角溝の延在方向と直角に交わる軸。

Claims (11)

1. 太陽電池セルと、前記太陽電池セルの受光面側に配置された平板状の受光面側保護部材とを備えた太陽電池モジュールであって、
   前記受光面側保護部材は、一方向に延在して溝底の谷部の拡開角度が直角である三角溝を受光面側の表面に備えること、
   を特徴とする太陽電池モジュール。
2. 複数の前記三角溝が並列配置されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記受光面側保護部材の受光面で反射した反射光を反射または吸収して、前記反射光の太陽電池モジュールよりも下方への進行を遮断する反射光遮断部を備えること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 反射光遮断部は、前記受光面側保護部材の下端部に接続して設けられ、前記受光面側保護部材の受光面で反射した光を水平面よりも上方に向けて反射させる第１反射板であること、
   を特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 反射光遮断部は、前記受光面側保護部材の下端部に接続して設けられ、前記受光面側保護部材の受光面で反射した光を前記太陽電池セルの受光面に入射させる第２反射板であること、
   を特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記受光面側保護部材の下端部の上端辺よりも上部の領域に形成された開口部を備えること、
   を特徴とする請求項４または５に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記第１反射板における前記受光面側保護部材の受光面側の表面が、光散乱面であることを有すること、
   を特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール。
8. 前記反射光遮断部は、前記受光面側保護部材の受光面に垂直な領域から外れた領域に、前記受光面側保護部材の下端部から離間して設けられていること、
   を特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記反射光遮断部は、前記反射光が入射する反射光入射領域が無反射材料または光吸収する光吸収材料により構成されていること、
   を特徴とする請求項８に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記第１反射板は、前記太陽電池モジュールの横方向から前記第１反射板に光が直接入射することを防止する遮光板を前記第１反射板の前記横方向における両端に備えること、
    を特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
11. 反射光遮断部は、前記受光面側保護部材の受光面の上方に、前記太陽電池モジュールの上下方向において等間隔で設けられ、前記受光面側保護部材の受光面で反射した光を反射させる第３反射板であること、
    を特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。

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