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JP6986037B2 - 太陽電池パネル - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池パネルに関し、さらに詳細には、建物一体型構造を有する太陽電池パネルに関する。
一般的に、太陽電池パネルを建物に適用する場合には、屋上や屋根などに設置した。しかしアパートや高層ビルなどでは屋上や屋根に設置することができる太陽電池パネルの大きさが限定されて太陽光を効率的に活用することが難しかった。これに最近では住宅、建物などの外壁などに設置されて、住宅、建物などと一体化される建物一体型構造を有する太陽電池パネルを適用すると、建物の外壁の広い面積で光電変換が行われることができ、太陽光を効果的に使用することができる。
ところで、建物の外壁に適用されるためには、建物一体型構造を有する太陽電池パネルが設置された後でも、優れた審美的特性を有すこと、建物一体型構造を有する太陽電池パネルの色を多様化すること、外観を向上させることが要求される。しかし、従来の建物一体型太陽電池パネルは、太陽電池、これに接続される配線などがそのまま外部に見られるか、太陽電池の色である青色系の色だけを有するため、審美性、外観などを向上させることが困難であった。さらに、太陽電池パネルの長時間使用時に黄変が発生し、太陽電池パネルの外観が低下することがあった。また、建物一体型構造を有する太陽電池パネルが建物の外壁、特に垂直壁に設置されると、床面と垂直に設置されて建物一体型構造を有する太陽電池パネルの前面に位置するガラス基板によってグレア(glare、眩輝「げんき」)現象が発生することがあった。
これを防止するために、太陽電池パネルの前面に一定の厚さを超えて着色をすると、太陽電池パネルに入射される光の量が減少し、太陽電池パネルの出力が大きく低下した。他の例として、日本登録特許第3717369号のように着色フィルムを使用すれば、横から見たり明るい場合に着色フィルムによる色が異なるように認識されたり、他の部材とは別に認識されて審美性を低下させることがあった。
一方、太陽電池パネルの前面に一定の色で着色しても、太陽電池パネルの色を望むとおり実現するのは難しいことがある。一例として、原色を実現するのは難しいことがある。そして、一定の色を有する部分と有さない部分との間の光透過度に差があり、太陽電池パネルに含まれた太陽電池に均一に光が入射されないことがある。または、互いに異なる色を有する部分が含まれた場合、互いに異なる色を有する部分で光透過度が互いに違って、太陽電池パネルに含まれた太陽電池に均一に光が入射されないことがある。
特許第3717369号公報
本発明の目的は、優れた外観を有し、グレア現象を防止することができ、優れた出力を有することができる太陽電池パネルを提供することにある。
さらに具体的に、本発明の目的は、所望する色を有しながら全体的に均一な光透過度を有することができる前面部材を備える太陽電池パネルを提供することにある。
そして、本発明のさらに他の目的は、互いに異なる色を有する部分が含まれた場合に、均一な光透過度を有することができる前面部材を備える太陽電池パネルを提供することにある。
本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルは、ベース部材と、ベース部材より低い光透過度を有し、着色領域を構成する着色部を含む第1カバー部材を含む。ここで、着色部は、それぞれ酸化物セラミック組成物で構成され、互いに異なる色または互いに異なる光透過度を有する、少なくとも二つの層を備える。これは着色層が位置した部分が所望しないように暗くなるのを防止したり、着色層の色がさらに鮮明に発色するようにしたり、均一な透過度を実現したり、グレアを防止したりするためのもので有り得る。第1カバー部材は、太陽電池を密封するシール材の上で太陽電池の一面上に位置するガラス基板、前面部材、または外装部材で有り得る。
また、太陽電池パネルは、太陽電池、太陽電池を密封するシール材、シール材の上の太陽電池の他面上に位置する第2カバー部材をさらに含むことができる。
本実施の形態において着色部で赤外線領域の光の着色部の平均光透過度が可視光線領域の光の着色部の平均光透過度と同じかそれよりさらに大きく、着色部の前記酸化物セラミック組成物が非晶質状態のガラス構造を有することができる。
一例として、着色部を構成する少なくとも二つの層は、前記ベース部材の上に位置する第1層と、第1層の上に位置する第2層を含み、第1層及び第2層がそれぞれ気泡を含むことができる。第1層に含まれる気泡の大きさが第2層に含まれた気泡の大きさより小さい、または、第1層に含まれた気泡の総体積が第2層に含まれた気泡の総体積より小さいことがあり得る。
一実施の形態において着色部は、互いに積層されて形成されるか、または互いに隣り合うように形成された地層(background layer:以下地層と称する)及び着色層を含むことができる。地層が着色層より高い明度または着色層より高い光透過度を有することができる。このような地層は着色層が位置した部分が所望しないように暗くなるのを防止したり、着色層の色がさらに鮮明に発色するようにしたり、グレア現象を防止することができる。例えば、地層は、白系、または黄色系の色を有する、または、透明または半透明で有り得る。ここで、太陽電池が複数の太陽電池を含み、地層または着色層の少なくとも一部が、少なくとも複数の太陽電池が位置していない非有効領域に位置することができる。このとき、発色を向上するために、地層が着色層よりも太陽電池に近接して位置することができる。
他の実施の形態において、着色部は、互いに異なる色を有する複数の着色層を備える複数の着色部を含むことができる。このとき、太陽電池が、第1及び第2太陽電池を含む複数の太陽電池を含み、複数の着色部が第1太陽電池に対応する第1着色部及び第2太陽電池に対応する第2着色部を備えることができる。第1太陽電池によって生成された電流の量と第2太陽電池によって生成された電流の量の差が10%以内で有り得る。
例えば、複数の着色部は、第1透過度を有する第1色を有する第1着色層を備える第1着色部と、第1透過度より低い第2透過度を有し、第1色と異なる第2色を有する第2着色層を備える第2着色部とを含むことができる。ここで、第1着色部と第2着色部が互いに異なる構造または互いに異なる厚さを有することができ、これにより、互いに異なる色を有する第1及び第2着色部で均一な透過度を有することができる。
一例として、第1着色層の厚さより第2着色層の厚さがさらに薄いことがあり得る。
または、第1着色部の第1着色層と積層される第1地層をさらに備え、第2着色部が第2着色層と積層される第2地層をさらに備え、第1地層と第2地層の色や厚さが互いに異なることがある。例えば、第1地層より第2地層の厚さがさらに薄いことがあり得る。または、第1地層の光透過度より第2地層の光透過度がさらに高いことがある。
または、第1着色部が第1着色層と積層される第1地層をさらに備え、第2着色部は第2着色層で構成され、地層を備えないことがある。
また別の実施の形態で、着色部は、互いに異なる色または互いに異なる光透過度を有する、少なくとも二つの着色層を備える着色ユニット(着色部)で構成され得る。
一例として、前記着色ユニットが、第1色で構成され、第1透過度を有する第1着色層と、前記第1色とは異なる第2色を有し、前記第1透過度より高い第2透過度を有する第2着色層とを含むことができる。前記第2着色層の面積が前記第1着色層の面積と同じか、それより大きいことがあり得る。
他の例として、前記着色ユニットが、第1色で構成される第1着色層と、前記第1色とは異なる第2色で構成される第2着色層と、前記第1色及び前記第2色より高い明度を有し、前記第1及び第2着色層より高い透過度を有する地層(background layer)とを含むことができる。
前記第1カバー部材の一面に、前記着色部が形成され、前記第1カバー部材の他の一面に光拡散部が形成され得る。
本実施の形態によれば、酸化物セラミック組成物で構成された着色部が第1カバー部材に備えられて、太陽電池パネルの外観及び審美性を向上しながらも、太陽電池パネルの出力を高く維持することができる。
特に、本実施の形態においては、着色部が着色層と一緒に地層を備えて、着色層が位置する部分が所望しないように暗くなるのを防止したり、着色層の色をさらに鮮明に発色させることができる。また、光散乱によって太陽電池パネルの全領域で均一な透過度を有するようにすることができ、グレアを防止する効果をさらに向上させることができる。これにより、太陽電池パネルの外観及び出力を効果的に向上することができる。
一方、互いに異なる色を有する複数の着色層または複数の着色部を備えた場合でも、着色層の厚さ、地層の有無、地層の色、地層の厚さなどを調節し、光透過度を均一に維持することができる。これにより、太陽電池パネルの出力及び安定性を優秀に維持することができる。また、互いに異なる色、構造などを有する複数の着色部を備える場合でも、ホットスポット(hot spot)などの問題が発生することを防止することができ、信頼性の面で有利で有り得る。
本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルが適用された建物の一例を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルを概略的に示す分解斜視図である。 図2のIII−III線に沿って切断して見た概略的な断面図である。 図2に示した太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図5に示した第1カバー部材の製造方法の各段階を概略的に示した断面図である。 図5に示した第1カバー部材の製造方法の各段階を概略的に示した断面図である。 図5に示した第1カバー部材の製造方法の各段階を概略的に示した断面図である。 図5に示した第1カバー部材の製造方法の各段階を概略的に示した断面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれる着色部の波長による光透過度を色に応じて示したグラフである。 波長に応じた単結晶シリコンに基づいた太陽電池のスペクトル応答を示すグラフである。 波長に応じた単結晶シリコンに基づいた太陽電池の量子効率を示したグラフである。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の着色部での光拡散を概略的に示す図である。 本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の様々な例を概略的に示す部分断面図である。 本発明の他の変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の様々な例を概略的に示す部分断面図である。 本発明のさらに他の変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の様々な例を概略的に示す部分断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材を示す平面図である。 図14に示した第1カバー部材に含まれる複数の着色部をそれぞれ示す概略的な部分断面図である。 本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材に含まれる複数の着色部をそれぞれ示す概略的な部分断面図である。 本発明の他の変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材に含まれる複数の着色部をそれぞれ示す概略的な部分断面図である。 本発明のさらに他の変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材に含まれる複数の着色部をそれぞれ示す概略的な部分断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材に備えられる各着色ユニットの一例を示す図である。 本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材の各着色ユニットの様々な例を示す部分平面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材の様々な例を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材の様々な例を示す部分平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に基づいて、第1着色層及び第2着色層を備える第1カバー部材を備えた太陽電池パネルの一部を概略的に示す概略図である。 本実施の形態に係る太陽電池パネル及び従来の太陽電池パネルに光を照射して、これを撮影した写真である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材及び第2カバー部材の一例を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材及び第2カバー部材の他の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルの一例の一部を撮影した写真である。
以下においては、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、様々な形態に変形することができることはもちろんである。
図においては、本発明を明確かつ簡略に説明するために説明と関係ない部分の図示を省略し、明細書全体を通じて同一または極めて類似する部分に対しては、同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をさらに明確にするために厚さ、広さなどを拡大または縮小して示したところ、本発明の厚さ、広さなどは図面に示されたところに限定されない。
そして、明細書全体においてある部分が他の部分を“含む”とするとき、特に反対される記載がない限り、他の部分を排除するものではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“真上に”あるとするときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。
そして、以下の「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、相互の区別をするために使用したものであり、本発明は、その用語自体に限定されるものではない。
以下、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルを詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル100が適用された建物1の一例を概略的に示す図である。
図1を参照すると、本実施の形態に係る太陽電池パネル100は、一例として、建物1の外壁面(例えば、垂直壁体3、屋根面など)に適用される建物一体型構造を有する太陽電池パネルで有り得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、太陽電池パネル100が建物1の屋上、または建物1ではない異なる場所などに設置されることもできる。このような太陽電池パネル100は、太陽電池(図2の参照番号150)を含んで、太陽から供給される太陽光を用いて電力を生産することができる。
本実施の形態において、太陽電池パネル100は、一定の色、画像、パターン、感じ、質感を有することができる。このとき、このように太陽電池パネル100の色等により建物1の審美性を向上させながらも、太陽光の損失を減らし、太陽光の変換効率の減少を最小化または防止することができるようにする。図1とともに図2乃至図4を参照して、太陽電池パネル100をさらに詳細に説明する。
図2は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池パネル100を概略的に示す分解斜視図であり、図3は、図2のIII−III線に沿って切断して見た概略的な断面図である。図4は、図2に示した太陽電池パネル100に含まれる第1カバー部材110の一例を示す平面図である。簡略で明確な図示のために図2においては、第1カバー部材110及び第2カバー部材120を簡略に図示して着色部114及びカバー部材124を示さなかった。そして、図3で太陽電池150の構造を詳細に示さず、フロントに形成された反射防止膜152だけを概略的に示した。図4の(a)には、着色部114が形成された第1カバー部材110の実際の形状を示し、(b)においては、一定の距離だけ離隔された距離から見たときの第1カバー部材110の形状を示した。参照として、図4の(a)の着色部114は、概略的な形状を示したものであり、着色部114の具体的な構造及び形状は、図3、図10などを参照して、後にさらに詳細に説明する。
図2乃至図4を参照すると、本実施の形態に係る太陽電池パネル100は、太陽電池150と、太陽電池150を囲んで密封するシール材130と、シール材130上で太陽電池150の一面(一例として、前面)に位置する第1カバー部材(または前面部材110)と、シール材130上で太陽電池150の他面(一例として、後面)に位置する第2カバー部材(または後面部材)120を含む。
このとき、太陽電池150は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換部と、光電変換部に電気的に接続されて電流を収集して伝達する電極を含むことができる。例えば、太陽電池150は、少なくとも100nm乃至1400nm(一例として、100nm乃至1200nm)の波長帯の光から電気エネルギーを生成する太陽電池で有り得る。本実施の形態では、一例として、光電変換部が、結晶質シリコン基板(一例として、単結晶シリコン基板またはウェハ)と、結晶質シリコン基板にまたはその上に形成され、ドーパントを含む導電型領域または酸化物を含む導電型領域で構成され得る。このように結晶性が高くて、欠陥の少ない結晶質シリコン基板をベースにした太陽電池150は、電気的特性が優れる。
そして、本実施の形態においては、太陽電池150が、互いに離隔されながら、複数で備えられ、複数の太陽電池150がインターコネクタ(142、145)によって電気的に直列、並列または直並列に接続することができる。一例として、複数の太陽電池150が直列に接続されて一方向に沿って長く延長される太陽電池ストリングを形成することができる。インターコネクタ(142、145)ではリボン、ワイヤーなどの太陽電池150を接続することができる様々な構造、形状が適用され得る。本発明は、各太陽電池150に用いられるインターコネクタ(142、145)の数、構造、形状等に限定されない。
しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、太陽電池150の構造、方式などは多様に変形することができる。一例として、太陽電池150は、化合物半導体太陽電池、薄膜太陽電池、色素増感型太陽電池などの多様な構造を有することができる。そして、一つの太陽電池150のみが備えられることも可能である。
本実施の形態においては、太陽電池150の前面には、光の反射を防止するための反射防止膜152が位置するが、このような反射防止膜152による補強干渉によって太陽電池150が、一定の色(例えば、青色、黒色など)を有することができる。そしてインターコネクタ(142、145)は、金属で構成され得る。これにより、第1カバー部材110が、ガラス基板だけで備えると、太陽電池150が位置した有効領域(AA)と太陽電池150が位置しない非有効領域(NA)の境界、非有効領域(NA)に位置したインターコネクタ(142、145)などが容易に認識され得る。それによって、太陽電池パネル100の審美性が低下することがあり得る。そこで、本実施の形態においては、第1及び第2カバー部材(110、120)に着色部114またはカバー部分124が備えられるが、これについては後で詳細に説明する。
例えば、太陽電池150の反射防止層152が、シリコンを含む酸化物、窒化物、または炭化物(例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、または炭化シリコン)、シリケート、または非晶質シリコンを含む絶縁層を複数積層した構造を有することができる。または、太陽電池150の反射防止層152は、シリコン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、アンチモン、銅を含む酸化物または窒化酸化物で構成される絶縁層を複数積層した構造を有することができる。反射防止層152が酸化物または窒化酸化物で構成された場合に、その内部または外部に窒化シリコンを含む層、及び/またはシリコン炭化窒化物を含む層をさらに備え、紫外線、水分等による問題を防止することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、反射防止層152が、様々な物質、積層構造などを有することができる。
第1カバー部材110は、シール材130(一例として、第1シール材131)上に位置して太陽電池パネル100の一面(一例として、前面)を構成し、第2カバー部材120は、シール材130(一例として、第2シール材132)上に位置して太陽電池パネル100の他面(一例として、後面)を構成する。第1カバー部材110及び第2カバー部材120は、それぞれ、外部の衝撃、湿気、紫外線などから太陽電池150を保護することができる絶縁物質で構成され得る。第1及び第2カバー部材(110、120)の具体的な構造に対しては後で詳細に説明する。
シール材130は、太陽電池150の前面及び後面に各々位置する第1及び第2シール材(131、132)を含むことができる。第1シール材131と第2シール材132は水分と酸素の流入を防止し、太陽電池パネル100の各要素を化学的に結合する。第1及び第2シール材(131、132)は、透光性及び接着性を有する絶縁物質で構成され得る。一例として、第1シール材131と第2シール材132でエチレン酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、ポリビニルブチラール(polyvinyl butyral)、ケイ素樹脂、エステル系樹脂、オレフィン系樹脂(例えば、ポリオレフィン)などが使用され得る。第1シール材131と第2シール材132を用いたラミネート工程によって第2カバー部材120、第2シール材132、インターコネクタ(142、145)によって接続された太陽電池150、第1シール材131、第1カバー部材110が一体化されて、太陽電池パネル100を構成することができる。
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、第1及び第2シール材(131、132)が、前述した説明以外の様々な物質を含むことがあり、様々な形態を有することができる。
本実施の形態においては、第1及び第2カバー部材(110、120)が、太陽電池パネル100が一定の色、画像、パターン、感じ、質感などの所望する外観を有するようにしたり、太陽電池150またはこれに接続されるインターコネクタ(142、145)が明確に認識されることを防止できる一定の構造を有することができる。
第1カバー部材110は、太陽電池150に入射される光を遮断しないように光が透過することができる透光性を有することができる。さらに具体的に、第1カバー部材110は、第1ベース部材112と、第1ベース部材112に形成され酸化物セラミック組成物で構成されて所望の外観を形成する着色部114を含むことができる。着色部114は、太陽電池パネル100が所望する外観を有するようにしながら、太陽電池150またはこれに接続されるインターコネクタ(142、145)が明確に認識されることを防止する役割をすることができる。
そして、第2カバー部材120は、優れた耐火性及び絶縁性を有することができる。さらに具体的には、第2カバー部材120は、第2ベース部材122と、第2ベース部材122に形成されるカバー部分124を含むことができる。カバー部分124は、太陽電池150またはこれに接続されるインターコネクタ(142、145)が明確に認識されることを防止する役割をすることができる。
このとき、第1ベース部材112は、優れた光透過度を有する(一例として、透明な)物質で構成され得る。例えば、第1ベース部材112は、ガラス、樹脂(一例として、ポリカーボネート(polycarbonate)など)などで構成される基板、フィルム、シートなどで有り得る。このような第1ベース部材112は、単一層または複数の層で構成され得る。そして第2ベース部材122は、優れた耐火性、絶縁性などを有する物質などで構成され得る。第2ベース部材122は、ガラス、樹脂などで構成される基板、フィルム、シートなどで有り得る。
特に、第1及び第2ベース部材(112、122)がそれぞれ優れた透明度、優れた絶縁特性、安定性、耐久性、耐火性などを有するガラス基板からなることができる。一例として、第1及び第2ベース部材(112、122)がそれぞれ380nm乃至1200nmの波長を有する光の光透過度が80%以上(一例として、85%以上)で低鉄ガラス基板(一例として、低鉄強化ガラス基板)で有り得る。このように鉄分を少なく含む低鉄ガラス基板を使用すれば、太陽光の反射を防止し、太陽光の光透過度を高めることができる。そして低鉄強化または半強化ガラス基板を使用すると、外部の衝撃などから太陽電池150を効果的に保護することができる。
このとき、太陽電池パネル100が建物1の外装材として使用される場合には、風圧、あられ、積雪荷重のような外部の衝撃にも耐えられるように、第1または第2カバー部材(110、120)、または太陽電池パネル100が十分な強度を有さなければならない。このため、第1または第2カバー部材(110、120)、または第1または第2ベース部材(112、122)は2400Nmの力を加えたときの力を受ける方向に発生する曲げ(deflection)が5mm以下で有り得る。前述した曲げが5mmを超えて発生したら、風圧、あられ、積雪荷重のような外部衝撃に対する耐久性が十分でなくて建物1の外装材として使用することが困難で有り得る。
一例として、第1または第2ベース部材(112、122)は、2.8mm以上、例えば、2.8mm乃至12mm(さらに具体的には、2.8mm乃至8mm)の厚さを有することができ、0.04乃至10mmの面積を有することができる。第1または第2ベース部材(112、122)の厚さが2.8mm未満であれば、太陽電池パネル100が外部からの衝撃に耐えることが困難であるか、または、建物1に適用されるのに十分な耐久性を有することが困難なことがある。第1または第2ベース部材(112、122)の厚さが12mmを超えると、太陽電池パネル100の重量が増加して建物1に適用されることが困難なことがある。前述した第1または第2ベース部材(112、122)の面積は、太陽電池パネル100の構造的安定性、生産性などを考慮して、限られたものである。
しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第1または第2ベース部材(112、122)の曲げの値、厚さ、面積等は、さまざまな値を有することができる。
本実施の形態において、第1ベース部材112にこれより低い光透過度を有し、着色領域を構成する着色部114が形成され得る。ここで、着色部114とは、太陽電池パネル100が所望する色、画像、パターン、感じ、質感などを有することができるように形成された部分である。一例として、着色部114が白、灰色、黒色などの無彩色、または赤色、黄色、緑色、青色などの有彩色を有し、一定の色を有することができる。このような着色部114は、太陽電池150、またはこれに接続されるインターコネクタ(142、145)などが外部で明確に認識されることを防止する役割もすることができる。第2ベース部材122の上にカバー部分124が形成され得る。カバー部分124は、太陽電池150、またはこれに接続されるインターコネクタ(142、145)などが外部で明確に認識されることを防止することができる色を有することができる。
本実施の形態において着色部114及びカバー部分124は、酸化物セラミック組成物で構成され得る。
ここで、着色部114は、それぞれ酸化物セラミック組成物で構成され、互いに異なる色または透過度を有する、少なくとも二つの層を備えることができる。一例として、本実施の形態においては、着色部114が、互いに積層されて形成される地層1140及び着色層1142を備えることができる。このとき、地層1140が酸化物セラミック組成物で構成され、着色層1142が地層1140と他の物質、組成などの酸化物セラミックス組成物で構成され得る。
例えば、着色層1142は、一定の色を有し所望する色を実現する層でできている。例えば、着色層1142が白、灰色、黒などの無彩色、または赤、黄色、緑、青などの有彩色を持って、一定の色を有することができる。
地層1140は、着色層1142が形成された部分の明度を高め着色層1142が位置した部分が所望しないように暗くなるのを防止したり、着色層1142の色がさらに鮮明に発色するようにする地色を提供することができる。例えば、着色層1142が原色を有する場合に地層1140を形成すると原色をさらに明るく鮮明に実現することができる。そして地層1140は、着色層1142の光透過度を調整して、太陽電池パネル100の全領域で均一な光透過度を有するようにするなどの役割もすることができる。また、地層1140によってグレアを防止する効果をさらに向上することができる。
一例として、地層1140は、着色層1142と、他の色(一例として、明度及び/または彩度が異なる色)を有する地色を有したり、着色層1142より高い光透過度を有することができる。例えば、地層1140が着色層1142より高い明度を有する地色(例えば、白色たは黄色系)を有することができる。ここで、白色系または黄色系の色とは、基本的に白色または黄色を有しながら、わずかに異なる色が混ざって、全体的に白色または黄色を有するとされる色を意味することができる。または、地層1140を透明または半透明にすることができる。一例として、地層1140を半透明にする場合、第1ベース部材112との光透過度(一例として、平均光透過度)の差が10%以内(一例として、5%以内)で有り得る。光透過度の差が10%(一例として、5%)を超えると、地層1140が形成された部分と地層1140が形成されない部分の光透過度の差が大きくなって、太陽電池パネル100で、全体的に均一に電流を生成することが難しいことがある。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
一例として、地層1140が白色または黄色の系列(特に、白色系)の色を有すると、地層1140に到達した光を広く散乱させることができる。これによれば着色部114が備えられる場合にも、光を散乱させて、太陽電池150に均一に光を提供することができる。そして地層1140またはこれを含む着色部114の少なくとも一部が、少なくとも非有効領域(NA)に位置することができる。それによって、地層1140またはこれを含む着色部114が非有効領域(NA)に入射された光を散乱させて有効領域(AA)に位置する太陽電池150に向けることができる。これにより、少なくとも非有効領域(NA)に白色または黄色系の色を有する地層1140またはこれを含む着色部114を形成すれば、太陽電池パネル100の出力が向上するか、出力が一定レベル以下に低下することを防止することができる。
ここで、地層1140は、着色層1142より、太陽電池150に近接または隣接して位置することができる。つまり、光が入射される方向に着色層1142が位置し、その後方に地層1140が位置して、地層1140によって明度を向上したり、着色層1142の発色を補助する役割を効果的に実行することができる。図3では、第1ベース部材112の外面上に着色部114が位置し、第1ベース部材112の上に地層1140が位置し、地層1140の上に着色層1142が位置したことを例示した。着色部114が第1カバー部材110の外面側に位置して太陽電池パネル100が建物1に適用されたときに発生し得るグレアを着色部114によって防止または最小化することができる。そして、第1ベース部材112の上に地層1140を先に形成して着色層1142をさらに安定的に形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。後で、図12及び図13を参照して、これの変形例を詳細に説明する。
一例として、着色層1142の厚さが地層1140の厚さと同じか、それより大きいことがあり得る。特に、着色層1142の厚さが地層1140の厚さより大きいことがあり得る。それによって、着色層1142の厚さを十分に確保して、色をスムーズに実現することができる。地層1140は、薄く形成されても、その効果を十分に実現することができるので、薄く形成して光透過度の低下を最小化し、材料コストを最小化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって着色層1142の厚さが地層1140の厚さより薄いことがあり得る。これによれば、地層1140による効果を十分に実現しながら、相対的に低い光透過度を有する着色層1142の厚さを減らして光透過度を高く維持することができる。その他、様々な変形が可能である。
カバー部分124は、太陽電池150、またはこれに接続されるインターコネクタ(142、145)などが外部で明確に認識されることを防止することができる色を有すればよいので、別の地層1140などを備えない単一の着色層で構成され得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなくカバー部分124も複数の層で構成することもできる。
以下では、前述したように酸化物セラミック組成物で構成されている着色部114を詳細に説明した後、カバー部分124について詳細に説明する。以下で着色層1142及び地層1140に共通に適用される説明に対しては、着色部114で説明し、着色層1142と地層1140の内、1つのみに適用される説明では、着色層1142または地層1140を明示する。
本実施の形態において着色部114(すなわち、着色層1142及び地層1140のそれぞれ)が酸化物セラミック組成物で構成され得る。具体的に、着色部114を構成する酸化物セラミック組成物が非晶質状態のガラス構造を有することができる。例えば、着色部114がガラス質酸化物セラミック組成物(glassy oxide ceramic composition)で構成され得る。
以下においては、図1〜図4と一緒に、図5、図6A〜図6Dを参照して、前述したように、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミック組成物で構成された着色部114(特に、地層1140及び着色層1142を備える着色部114)を、第1ベース部材112に形成する方法(すなわち、本実施の形態に係る着色部114を備える第1カバー部材110を製造する方法)を詳細に説明した後、それに応じて製造された着色部114を詳細に説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル100に含まれる第1カバー部材110の製造方法の一例を示すフローチャートであり、図6A〜図6Dは、図5に示した第1カバー部材110の製造方法の各段階を概略的に示した断面図である。図6A〜図6Dにおいては、簡単の図示を着色部114が、全体的に形成されたことを例示したが、実際の着色部114の形状は、多様に変形が可能である。
図5を参照すると、本実施の形態に係る第1カバー部材110の製造方法は、基板洗浄段階(S10)、予備加熱段階(S20)、塗布段階(S30)、乾燥段階(S40)、ガラス強化段階(S50)及び仕上げ段階(S60)を含むことができる。本実施の形態のように着色部114が互いに積層される地層1140及び着色層1142を備える場合には、予備加熱段階(S20)の後に塗布段階(S30)及び/または乾燥段階(S40)を繰り返して実行して、地層1140及び着色層1142を順に形成した後、ガラス強化段階(S50)を実行することができる。これについては後にさらに詳細に説明する。
図6Aに示すように、基板洗浄段階(S10)では、非強化ガラス基板で構成された第1ベース部材112を洗浄し、乾燥する。基板洗浄段階(S10)により、第1ベース部材112の異物または油膜などが除去され得る。
このとき、非強化ガラス基板は、380nm乃至1200nmの波長を有する光の光透過度が80%以上(一例として、85%以上)であり、厚さが2.8mm以上で有り得る。一例として、非強化ガラス基板は、建築用、非強化ガラス基板であり、切削、面取り、または表面加工(etching)等により準備することができる。
基板洗浄段階(S10)の後に乾燥段階(S40)またはガラス強化段階(S50)より低い温度で第1ベース部材112を予備加熱する予備加熱段階(S20)が実行され得る。一例として、第1ベース部材112を塗布段階(S30)のための装置に供給される工程中に25〜150℃の温度で予備加熱することができる。このとき、予備加熱は、第1ベース部材112を直接加熱することにより実行されることもあり、赤外線加熱装置などを用いて行うこともできる。第1ベース部材112に予備加熱を行うと、塗布段階(S30)でセラミックフリット(ガラスフリット)(図6Bの参照符号1134)などを含む着色部形成層(図6Bの参照符号113)を均一に塗布することができ着色部形成層113の付着力を向上することができる。
続いて、図6B及び図6Cに示すように、塗布段階(S30)及び乾燥段階(S40)においては、セラミックフリット1134、色素1132及び樹脂1136を含むセラミック物質層(セラミックインク、セラミックペースト、またはセラミック溶液など)を、第1ベース部材112上に塗布し乾燥させて着色部形成層113を形成する。
セラミック物質層は、前述したセラミックフリット1134、色素1132と樹脂1136のほかにも、添加剤などをさらに含むことができる。添加剤としては、所望の特性を考慮して酸化物、金属など様々な物質を含むことができる。または添加剤としては粘度を調整するためのワックス、水、油、有機溶媒、または粘度調節用シンナーなどをさらに含むことができる。ここで、セラミックフリット1134は、基本的に着色部114を第1ベース部材112(特に、ガラス基板)に安定的に結合させる役割を果たし、選択的に特定の色、質感、感触などを実現する役割をすることができる。
セラミックフリット1134とは、複数の金属、そして非金属を含む化合物として、複数の金属化合物を含んで形成され得る。このようなセラミックフリット1134は、複数の金属、そして酸素を含む不規則網目構造(random network structure)、またはガラスの構造を有する酸素多面体で構成され得る。複数の金属化合物がそれぞれ金属酸化物で構成されると、不規則な網目構造またはガラスの構造を簡単かつ安定的に形成することができる。本明細書において複数の金属化合物(一例として、金属酸化物)を含んで形成され得るとは、複数の金属化合物(一例として、金属酸化物)を使用してセラミックフリット1134を製造してセラミックフリット1134が、複数の金属、そして非金属(一例として、酸素)を含む化合物の構造、不規則な網目構造、ガラス構造などを少なくとも一部備えて形成されたことを意味することができる。
セラミックフリット1134には、知られている様々な物質を含むことができる。例えば、セラミックフリット1134は、酸化シリコン(SiOx、例えば、SiO)と一緒に、酸化アルミニウム(AlOx、例えば、Al)、酸化ナトリウム(NaOx、例えば、NaO)、酸化ビスマス(BiOx、例えば、Bi)、酸化ホウ素(BOx、例えば、BO)及び酸化亜鉛(ZnOx、例えば、ZnO)の内、少なくとも一つを基本物質として含んで形成され得る。その他セラミックフリット1134は、酸化アルミニウム、酸化ナトリウム、酸化ビスマス、酸化ホウ素、亜酸化鉛、酸化チタン(TiOx、例えば、TiO)、酸化ジルコニウム(ZrOx、例えば、ZrO)、カリウム酸化物(KOx、例えば、KO)、酸化リチウム(LiOx、例えば、LiO)、酸化カルシウム(CaOx、例えば、CaO)、酸化コバルト(CoOx)、酸化鉄(FeOx)などをさらに含んで形成され得る。例えば、セラミックフリット1134が酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化シリコンを含んで形成されるビスマスボロ−シリケート(bismuth boro-silicate)系セラミック物質(例えば、Bi2O3−AlO−SiO系物質)で構成され得る。または、セラミックフリット1134が、酸化ナトリウム、酸化ホウ素、酸化シリコンを含んで形成されるナトリウムボロシリケイト(sodium borosilicate)系セラミック物質(例えば、NaO−B−SiO系物質)で構成することができる。または、セラミックフリット1134が、酸化ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化シリコンを含んで形成される、ナオス(NAOS)系セラミック物質(例えば、NaO−Al−SiO系物質)で構成され得る。または、セラミックフリット1134が亜酸化鉛、酸化シリコン、酸化ホウ素を含んで形成されるセラミック物質(例えば、ZnO−SiO−B系物質)で構成され得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなくセラミックフリット1134が、そのほか様々な物質で構成され得る。
色素1132は、着色部114が所望する外観を有するようにするために着色部114(特に、着色層1142)に含まれ得る。例えば、着色部114が一定の色を有する場合には、色素1132で、太陽光中の可視光線を選択的に吸収または反射して、固有の色を示すことができる物質を使用することができる。一例として、色素1132は、顔料(pigment)で有り得る。顔料とは水及びほとんどの有機溶媒に溶解されない無機成分で構成された色素として、第1ベース部材112の表面を被覆して、色を示す。顔料は耐化学性、耐光性、耐候性、及び隠蔽力が優れる。つまり、顔料は塩基と酸に強く、紫外線に露出されたとき、変色、退色が少なく、気候によく耐えることができる。参照で、有機溶媒に溶解される有機成分で構成された染料(dyestuff)を色素として使用すると、太陽光によって分子構造が容易に破損することがあり、安定性が低下することがあり、これを保護するための保護層などを形成しなければならず、製造工程が複雑になることがあり得る。そこで、本実施の形態においては色素1132は、染料を含まないことがある。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく色素1132が染料などの様々な物質を含むこともある。
色素1132は、必要着色部114の外観を考慮した物質で構成され得る。図では、色素1132がセラミックフリット1134とは別に備えられたものとして示したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、セラミックフリット1134を構成する物質によって所望する着色部114の外観が実現されてセラミックフリット1134とは別に色素1132が備えられないことがある。または、セラミックフリット1134と色素1132の区別が明確でないことがある。本実施の形態においては色素1132に含まれる物質の金属がセラミックフリット1134を構成する不規則な網目構造またはガラス構造(一例として、酸素多面体)の金属を一部置換して、これに含まれ得る。または、色素1132に含まれた金属は、セラミックフリット1134の不規則な網目構造、ガラス構造、または酸素多面体の侵入型位置に位置することができる。
一例として、着色部114またはこれに含まれる着色層1142または地層1140が白色以外の色を有する場合に着色部114、着色層1142、または地層1140が、様々な色素1132を含むことができる。つまり、所望する色を考慮して、これに対応する一つまたは複数の物質を色素1132で使用することができる。色素1132を構成する物質は、金属、または金属を含む酸化物、炭化物、窒化物、硫化物、塩化物、シリケートなどの形で構成され得る。
例えば、赤、黄色などの系列を示すために、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、ウラン(U)、バナジウム(V)の内、少なくとも一つを含む物質などを色素1132で使用することができる。緑色または青色などの系列を示すためにチタン(Ti)、マグネシウム(Mg)、ルチル(rutile)の内、少なくとも一つを含む物質を色素1132で使用することができる。その他にも色素1132が酸化コバルト、酸化鉄、酸化銅(CuOx)、酸化クロム(CrOx)、酸化ニッケル(NiOx)、酸化マンガン(MnOx)、酸化スズ(SnOx)、酸化アンチモン(SbOx)、酸化バナジウム(VOx)などを含むことができる。
さらに具体的な例として、色素1132で、シアン(cyan)を実現するためにCoAlを使用することができ、青色(blue)を実現するためにCoSiOなどを使用することができ、緑色(green)を実現するためにCoCrなどを使用することができ、黄色を実現するためにTi(Cr、Sb)Oを使用することができ、黒色を実現するためにCoFe、Co−Cr−Fe−Mnスピネルなどを使用することができる。または、色素1132に、緑色を実現するためにNiO、Crなどを使用することができ、ピンクを実現するためにCr−Alスピネル、Ca−Sn−Si−Crスピン、Zr−Si−Feジルコンなどを使用ことができ、グレーを実現するために、Sn−Sb−Vルチル、黄色を実現するためにTi−Sb−Niルチル、Zr−Vバーテルライトなどを使用することができ、青色を実現するためにCo−Zn−Alスピネル、茶色を実現するためにZn−Fe−Crスピネル、緑色を実現するためにCa−Cr−Siガーネット(garnet)などを使用することができ、暗い青色を実現するためにCo−Zn−Siウィルレマイト(Willemite)、Co−Siペリドットなどを使用することができ、茶色を実現するためにZn−Fe−Cr−Alスピネルなどを使用することができ、マゼンタ(magenta)を実現するためにAuなどを使用することができる。このような物質は、一例として提示したものに過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。
前述した説明は、着色部114、着色層1142または地層1140が白色以外の一定の色を有することを例示したものである。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
したがって着色部114またはこれに含まれる地層1140が透明または半透明の色を有したり、光沢または無光沢を示したり、特定の質感を表現したり、グレアを防止するためのもので有り得る。この場合には、着色部114または地層1140に色素1132が含まれることがあるが、色素1132が含まれないことがある。このとき、着色部114または地層1140が白色を有さないようにするために、これに含まれるセラミックフリット1134は、白色を示すことができる酸化鉛、酸化アルミニウムなどを含まないことがある。一例として、着色部114または地層1140が透明または半透明の色を有する場合には、これに含まれるセラミックフリット1134が、酸化ナトリウム、酸化シリコンなどを含むことができる。着色部114または地層1140が透明または半透明の色を有する場合、セラミックフリット1134が、酸化ナトリウム、酸化シリコン及び酸化ホウ素を含んで形成されるセラミック物質(NaOx−SiOx−BO系物質)などで構成され得る。酸化チタン、酸化ビスマスは、白色を実装するために使用することができる物質であるが、いくらか含まれていても着色部114または地層1140を透明または半透明に維持することができる。ただし、着色部114または地層1140が透明または半透明の色を有する場合でも、若干の発色など(例えば、赤色の香り半透明、緑色の香り透明など)のために顔料や色素1132が少量含まれることもある。
他の例として、セラミックフリット1134に含まれた金属化合物(一例として、金属の酸化物)によって着色部114またはこれに含まれる着色層1142または地層1140が白色系の色(一例として、白色)を有することができる。一例として、セラミックフリット1134が、酸化鉛(PbOx、例えば、PbO)、酸化チタン、酸化アルミニウム及び酸化ビスマスを含む群から少なくとも1つ以上を含んで形成されると着色部114、着色層1142または地層1140が白色を有することができる。このとき、着色部114、着色層1142または地層1140が白色を有するとき、前述した物質の他にも酸化ホウ素などの物質をさらに含むことができる。特に、地層1140が白色を有するときに酸化ビスマスを含むと、光散乱効果が優れることがあり、さらに酸化ホウ素をさらに含んで光散乱効果をさらに向上させることができる。一例として、着色部114、着色層1142または地層1140が白色を有するとき、セラミックフリット1134が、酸化ビスマス、酸化シリコン及び酸化ホウ素を含んで形成されるセラミック物質(BiOx−SiOx−BO系物質)、酸化鉛、酸化シリコン及び酸化ホウ素を含んで形成されるセラミック物質(PbOx−SiOx−BO系物質)、酸化チタン、酸化シリコン及び酸化ホウ素を含んで形成されるセラミック物質(TiOx−SiOx−B2O系物質)、酸化アルミニウム、酸化シリコン及び酸化ホウ素を含む形成されるセラミック物質(AlOx−SiOx−BO系物質)などで構成され得る。ただし、酸化鉛は、環境問題などを考慮して、本実施の形態に係る着色部114、着色層1142または地層1140、またはこれに含まれるセラミックフリット1134などに含まれないことがある。
樹脂1136は、セラミック物質層を塗布する際、適切な粘度、流動性などを有するようにして色素1132とセラミックフリット1134を均一に混合することに使用される物質として、揮発することができる揮発性物質で有り得る。樹脂1136では知られている様々な物質を含むことができる。例えば、樹脂1136にアクリル系樹脂、セルロース系樹脂などの有機系樹脂を使用することもでき、シリコン系樹脂のように無機系樹脂を含むこともある。
着色部114を構成する各セラミック物質層(例えば、地層1140または着色層1142を構成するセラミック物質層)は、セラミックフリット1134を最も多い量含み、色素1132が含まれる場合でも、色素1132は、セラミックフリット1134より少ない量で含まれ得る。例えば、色素1132を含む場合、各セラミック物質層100重量部に対してセラミックフリット1134を40〜90重量部(一例として、50〜90重量部)で含み、色素1132を5〜50重量部で含み、樹脂1136、及び/または添加剤を0〜20重量部で含むことができる。色素1132が別途含まれない場合には、各セラミック物質層100重量部に対してセラミックフリット1134が50〜100重量部(一例として、60〜100重量部)含まれ、樹脂1136及び/または添加剤が0〜50重量部(一例として、0〜40重量部)含まれ得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、各セラミック物質層が様々な組成を有することができる。
このような各セラミック物質層は、スプレー工程、印刷工程、ゾル‐ゲル工程によって、第1ベース部材112に塗布されることがあるが、例えば、印刷工程では、インクジェット印刷(一例として、デジタルインクジェット印刷)、リソグラフィ印刷、レーザー印刷、スクリーン印刷などが適用され得る。印刷工程によれば、簡単な工程によって、各セラミック物質層が所望の厚さを有するように安定的に形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、その他さまざまな方法で、各セラミック物質層を塗布することができる。
乾燥段階(S40)では、熱を加えてセラミック物質層または着色部形成層113を乾燥しながら、樹脂1136を揮発させる。樹脂1136などを先に揮発させて色素1132、セラミックスフリット1134などが第1ベース部材112と一緒に効果的に混合することができるようにする。乾燥段階(S40)で樹脂1136は、すべて削除されることもあり、一部が残留することもある。このとき、樹脂1136が除去された部分の少なくとも一部が空き空間で構成された気泡(気孔)(図6Dの参照符号114V)として残留することがあり得る。一例として、乾燥段階(S40)では、50〜200℃の温度でセラミック物質層または着色部形成層113を乾燥することができる。乾燥段階(S40)は、赤外線加熱装置、紫外線硬化などを用いて行うことができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、乾燥温度、乾燥方法等は、様々に変化することができる。
本実施の形態において着色部形成層113は、塗布段階(S30)及び/または乾燥段階(S40)を繰り返し実行することにより、形成することができる。つまり、着色部114が互いに積層される地層1140及び着色層1142を備える場合には、地層1140のためのセラミック物質層を塗布して乾燥し、その上に着色層1142のためのセラミック物質層を塗布して乾燥して着色部形成層113を形成することができる。ここで、地層1140のためのセラミック物質層及び着色層1142のためのセラミック物質層は、所望する色などのための色素1132を含むか、色素を含まないことがある。地層1140のためのセラミック物質層及び着色層1142のためのセラミック物質層は、セラミックフリット1134、樹脂1136などを同一の物質または含量で含むこともでき、セラミックフリット1134、樹脂1136などを、互いに異なる物質または含量で含むこともできる。
しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、地層1140のためのセラミック物質層を塗布し、その上に着色層1142をセラミック物質層を塗布した後、地層1140のためのセラミック材料層及び着色層1142をセラミック物質層を一緒に乾燥することができる。このほか、さまざまな変形が可能である。
続いて、図6Dに示すように、ガラス強化段階(S50)では、熱処理またはアニーリング(annealing)による熱強化によって、第1ベース部材112を構成する非強化ガラス基板を強化または半強化する。そのとき、相平衡を合わせるために着色部形成層113に含まれたセラミックフリット1134、色素1132などが強化または半強化ガラス基板の内部に混入されながら強化または半強化ガラス基板の一部を構成する着色部114が形成される。ここで、着色部形成層113は、質量比が高く、第1ベース部材112より大きな比重を有することができるが、それによって、ガラス強化段階(S50)での高い温度によって着色部形成層113が融着されながらべたべたになりながらガラス基板で構成された第1ベース部材112の内部に、さらに容易に混入することができる。
ガラス強化段階(S50)は、非強化ガラス基板を強化または半強化することができる温度で行うことができる。一例として、ガラス強化段階(S50)の熱処理温度は、500〜800℃(例えば、500乃至750℃、一例として、650乃至750℃)で有り得て、高圧処理されない状態で、(一例として、常圧付近で)熱処理され得る。しかし、本発明が、ガラス強化段階(S50)の温度に限定されるものではない。
一例として、ガラス強化段階(S50)で、第1ベース部材112を構成する非強化ガラス基板を半強化することができる。これにより、第1ベース部材112または第1カバー部材110が熱強化された半強化ガラス基板(倍強度ガラス)(heat strengthened glass)で構成され得る。これによれば、第1カバー部材110の透過度を高く維持することができる。ここで、半強化ガラスで構成された第1カバー部材110は、表面圧縮応力が60MPa以下(例えば、24乃至52Mpa)で有り得る。一例として、第1カバー部材110のエッジ応力が約30〜40MPaで有り得る。つまり、このような半強化ガラスは、軟化点よりやや低い温度で熱処理した後、徐冷して形成することができる。参照で、完全強化ガラスは、軟化点より高い温度で熱処理した後、急冷して形成されることがあるが、表面圧縮応力が70〜200MPaである。
このように本実施の形態においては、ガラス強化段階(S50)で熱処理温度、冷却速度などを調節して着色部114の光透過度を高く維持することができる。特に、熱処理温度を一定範囲内に維持しながら、冷却速度を一定水準以下にして着色部114が非晶質状態のガラス構造を有するようにして、赤外線領域の光の平均光透過度を相対的に高く維持することができる。これについては後でさらに詳細に説明する。これとは違って、熱処理温度が一定範囲内に維持されないか、及び/または冷却速度や圧力が過度に大きい場合には、着色部である酸化物セラミック組成物の化学構造の変化で非晶質ガラス構造の相変化または着色部とガラス基板の間の界面結合の変化が発生して赤外線領域の光の平均光透過度が可視光線領域の平均光透過度より高いレベルの値を有することが難しいことがある。そして、熱処理温度が一定のレベル未満(一例として、650℃未満)であれば着色部114が第1ベース部材112から剥離することができる可能性が高くなることがあり、熱処理の温度が一定のレベルを超え(一例として、750℃を超える)と、着色部114が所望する色を有しないか、または透過度の傾向が変化するなどの着色部114が所望する特性を有することが難しいことがある。
続いて、仕上げ段階(S60)においては、ガラス強化段階(S50)が実行された第1カバー部材110を洗浄、乾燥する。それによって、一体化された着色部114を備える第1カバー部材110の製造が完了する。
このとき、セラミック物質層、着色部形成層113、または着色部114は、ナトリウムまたはカリウムの含有量が第1ベース部材112のナトリウムまたはカリウムの含有量と類似するかまたはそれより低いことがある。特に、セラミックス物質層、着色部形成層113、または着色部114は、ナトリウム及びカリウムの含有量が第1ベース部材112のナトリウム及びカリウムの含有量よりそれぞれ低いことがある。一例として、セラミックス物質層、着色部形成層113、または着色部114が、ナトリウム及びカリウムのそれぞれを10X1018個/cc以下で含むことができる。これと反対に、セラミック物質層、着色部形成層113、または着色部114が、前述した範囲を超えて、ナトリウムまたはカリウムを含むと、漏れ電流による劣化(potential-induced degradation、PID)現象が発生し、太陽電池パネル100の信頼性が低下することがあり得る。そしてセラミック物質層、着色部形成層113、または着色部114が鉛及び/またはクロム(一例として、酸化鉛及び/または酸化クロム)を含まないことにより環境問題が発生しないようにすることができる。一例として、セラミックス物質層、着色部形成層113、または着色部114に含まれたナトリウム、カリウム、鉛の量は二次イオン質量分析(secondary ion mass spectrometry、SIMS)などにより測定または判別され得る。
このような製造工程によって形成された第1カバー部材110は、強化または半強化ガラス基板で構成された第1ベース部材112と、強化または半強化ガラス基板の内部にセラミックフリット1134などを含み強化または半強化ガラス基板の一部を構成する一体化された部分で構成される着色部114を含むことができる。つまり、着色部114は、第1ベース部材112を構成する強化または半強化ガラス基板の一部として構成されるが、第1ベース部材112と、他の物質(一例として、非晶質状態のガラス構造を有するセラミック酸化物組成物)を含む部分で有り得る。このような着色部114は、第1ベース部材112を構成するガラス基板を強化または半強化する工程でセラミックフリット1134、色素1132などが第1ベース部材112の内部に拡散及び浸透してガラス基板の物質と混合されて形成されることがある。これによれば、着色部114が、第1ベース部材112と一体化されて形成されて、物理的耐久性及び化学的耐久性が優れることがあり得る。
本実施の形態において着色部114は、前述したように、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミック組成物で構成される。例えば、着色部114は、セラミックフリット1134、及び/または色素1132に含まれた複数の金属と非金属(一例として、酸素)を含む金属化合物(一例として、金属酸化物)を複数に含んで形成され、複数の金属と酸素を含む不規則な網目構造を有する酸素多面体、ガラス構造、不規則な網目構造などを有することができる。着色部114が酸化物セラミック組成物の形態を備えたかどうかは、光電子分析(X-ray photoelectron spectroscopy、XPS)等により判別することができる。
このような非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミックス組成物は、一般的な酸化物セラミックを形成する温度より低い温度で熱処理されて形成され非晶質状態のガラス構造を有することができる。つまり、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミックス組成物は、結晶質部分を含まないか、部分的に含むことができる。ここで、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミックス組成物には、非晶質部分が結晶部分と同じかそれより多く含まれることがあり、特に、非晶質部分が結晶部分より多く含まれることがあり得る。一例として、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミックス組成物は、結晶化度が50%以下(さらに具体的には、50%未満、一例として、20%以下)で有り得る。参照で、既存に使っていた一般的な酸化物セラミックとは、イオン結合、共有結合、またはこれらの結合が混在された酸化物として、高温及び高圧で生成された無機質非金属材料を意味する。このような酸化物セラミックは、850℃以上(例えば、1400℃付近)の高温、高圧下で熱処理され、ほとんどが結晶化された状態を有する。
このような着色部114は、セラミックフリット1134を基本物質(一例として、最も多く含まれた物質、50重量部以上で含まれた物質)として含むことができる。そして着色部114は、必要に応じて添加された色素1132、添加物などをさらに含むことができる。そしてガラス強化段階(S50)で熱処理時樹脂1136が揮発することがあり得るので、着色部114は、樹脂1136を含まないか、または含まないことがある。着色部114に色素1132が含まれる場合でも、着色部114のセラミックフリット1134と色素1132の区別が明確でないことがある。例えば、色素1132で含まれた物質の金属がセラミックフリット1134を構成する酸素多面体、ガラス構造、不規則網目構造などの金属で含まれた形で存在することができる。このように着色部114に含まれたセラミックフリット1134などは、様々な成分の分析方法(例えば、走査電子顕微鏡-エネルギー分散型分光分析法(SEM−EDX)など)によって判別することができる。
本実施の形態に係る第1カバー部材110は、着色部114によって所望する外観を実現することができる。例えば、着色部114の色、物質、面積比、厚さ等、または着色部114に含まれるセラミックフリット1134、色素1132などの物質、大きさ、濃度、密集度などを調節して、第1カバー部材110の外観及び光透過度を調節することができる。本実施の形態では、着色部114は、第1ベース部材112よりは低いが、一定の光透過度を有し太陽光の一部を透過させることができる。それによって、着色部114をつうじても太陽光が透過でき、着色部114による光の損失を防止または最小化することができる。一例として、着色部114またはこれを備える第1カバー部材110が380nm乃至1200nmの波長を有する光の光透過度が10%以上(一例として、10%〜95%、さらに具体的には、20%〜95%)で有り得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって着色部114の色、物質、形成面積等に応じて光透過度が様々な値を有することができる。
また、本実施の形態に係る着色部114は、酸化物セラミック組成物(特に、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミックス組成物)で構成されて波長に応じた特定の光透過度形態、気泡114V、表面粗さなどを有し着色部114によって光透過度が多少低くなっても、太陽電池パネル100の出力が低下することを防止または最小化することができる。これを図3と一緒に図7〜図10を参照して、詳細に説明する。
図7は、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル100に含まれる着色部114(一例として、着色層1142)の波長による光透過度を色に応じて示したグラフである。図8は、波長に応じた単結晶シリコンをベースにした太陽電池150のスペクトル応答を示すグラフであり、図9は、波長に応じた単結晶シリコンをベースにした太陽電池150の量子効率を示したグラフである。図10は、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル110に含まれる第1カバー部材110の着色部114からの光拡散を概略的に示す図である。
本実施の形態においては、図7に示すように、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミック組成物で構成された着色部114では、赤外線領域の光の平均光透過度である第1平均透過度が可視光線領域の光の平均光透過度である第2平均透過度と同じかそれよりさらに大きい。特に、非晶質状態のガラス構造を有する酸化物セラミック組成物で構成された着色部114は、第1平均透過度が第2平均透過度より大きくなることができる。そして非晶質状態のガラス構造を酸化物セラミック組成物で構成された着色部114は、赤外線領域及び可視光線領域の光それぞれの平均光透過度である第1及び第2平均透過度より紫外線領域の光の平均光透過度である第3平均透過度がさらに小さいことがある。ここで、紫外線領域の光は、100nm乃至380nmの波長を有する光、可視光線領域の光は、380nm乃至760nmの波長を有する光、赤外線領域の光は、760nm乃至1200nmの波長を有する光として定義することができる。そして平均光透過度は、第1ベース部材112の光透過度を反映しないように正規化された光透過度(normalized transmittance)の平均として定義することができる。
図7に示すように色によって差があるが、第2平均透過度が第3平均透過度より大きく、第1平均透過度が第2平均透過度と同じかそれより大きい傾向はそのまま維持することを知ることができる。このような傾向は、ガラス強化段階(S50)での熱処理温度、冷却速度等によって実現することができる。
前述したように、第1平均透過度が第2平均透過度と同じかそれより大きければ、着色部114が備えても、第1カバー部材110を通過して、太陽電池150に到達する光の中で赤外線領域の光の量が可視光線領域の光の量と同じか、それより大きいことがあり得る。これにより、着色部114によって光透過度が多少低下する場合でも、赤外線領域の光が太陽電池150に多く到達し、これを効果的に使用することができる。これにより、着色部114によって光透過度が多少低下しても、太陽電池150の光電変換効率または、太陽電池パネル100の出力が低下することを防止または最小化することができる。
そして、前述したように、第1及び第2平均透過度がそれぞれ第3平均透過度より大きくなることがある。このとき、着色部114がセラミックフリット1134、色素1132、添加剤などを含みガラス基板で構成された第1ベース部材112より高い屈折率を有し、着色部114の物質によって、ガラス基板で構成され、第1ベース部材112より高い吸光係数を有するため、相対的に低い第3平均透過度を有することができる。紫外線領域の光は、太陽電池150の光電変換効率、それと太陽電池パネル100の出力に寄与するところが大きくなく、高い光子エネルギー(photon energy)を有し、太陽電池150、シール材130などの変形、特性の変化などを引き起こすことができる。本実施の形態においては、着色部114が、紫外線領域の光を散乱、遮断、または吸収して、紫外線領域の光の光透過度を下げる役割をする。これにより、太陽電池150の光電変換効率、太陽電池パネル100の出力には大きな影響を与えずに、紫外線によって発生する可能性のある太陽電池150、シール材130などの変形、特性の変化等を最小化することができる。
例えば、本実施の形態において着色部114は、第1平均透過度が第2平均透過度より2%以上さらに大きくなることがあり得る。または、第1平均透過度と第2平均透過度との間の第1の差が第2平均透過度と第3平均透過度との間の第2の差より大きくなることがある。このような場合に、太陽電池パネル100で赤外線領域の光をさらに効果的に使用することができる。前述した第1〜第3平均透過度は、様々な方法によって測定することができるが、垂直光の透過度(正常透過度)(normal transmittance)と散乱光の透過度(拡散透過度)(diffused transmittance)の全てを測定することができる方法で測定することができる。たとえば、ISO 9050:2003、BS EN 14500:2008のような標準測定方法により、第1乃至第3平均透過度のうち少なくとも一つを測定することができる。
図8を参照すると、赤外線領域の光で単結晶シリコンをベースにした太陽電池150のスペクトル応答(つまり、光の特定の波長で生成される短絡電流密度(Isc)または出力)が高いことがわかる。そして図9を参照すると、赤外線領域の光で単結晶シリコンをベースにする太陽電池150の量子効率が高いことがわかる。本実施の形態においては、このように高いスペクトル応答及び量子効率を有する赤外線領域での光の平均光透過度を向上させて、特定の色、感触、質感などを実現する着色部114によって光透過度が多少低下する場合にも赤外線領域の光を効果的に使用することができる。これにより、着色部114が形成されても、太陽電池150の光電変換効率または、太陽電池パネル100の出力が高い値を維持することができる。紫外線領域の光は、スペクトル応答及び量子効率が非常に低い値を有するので着色部114の第3平均透過度が低くても、これによる太陽電池150の光電変換効率または、太陽電池パネル100の出力には、大きな影響を与えない。
そして、本実施の形態において着色部114が気泡114Vを備えて多孔性を有することができる。着色部114を形成するための熱処理工程(一例として、ガラス強化段階(S50))でセラミック物質層または着色部形成層113に備えられた樹脂1136が揮発して、その部分に気泡114Vが残留することがあり得る。
一例として、0.1μm以上の大きさを有する気泡114Vが備えられる。このような気泡114Vの大きさで気泡114Vによる効果を最大化することができる。気泡114Vの大きさは、着色部114の形成方法に応じて異なることがある。例えば、インクジェット印刷によって形成された着色部114には、0.1μm以上の大きさを有する気泡114Vが備えられ、スクリーン印刷によって形成された着色部114には、0.5μm以上の大きさを有する気泡114Vが備えられる。このような気泡114Vの最大大きさは、着色部114の厚さに対応することができる。例えば、気泡114Vが0.1μm乃至15μmの大きさを有することがあり、さらに具体的にインクジェット印刷によって形成された着色部114で気泡114Vが0.1〜7μmの大きさを有することがあり、スクリーン印刷によって形成された着色部114から気泡114Vが0.5μm乃至15μmの大きさを有することがあり得る。たとえば、平面で見たときに気泡114Vの総面積の割合が4%以上で有り得る。一例として、インクジェット印刷によって形成された着色部114で気泡114Vの総面積の割合が4%以上、スクリーン印刷によって形成された着色部114で気泡114Vの総面積の割合が7.5%以上で有り得る。
本実施の形態において、地層1140の気泡114Vの大きさ(一例として、平均大きさ)が着色層1142の気泡114Vの大きさ(一例として、平均大きさ)より小さいか、地層1140の気泡114Vの総体積が着色層1142の気泡114Vの総体積よりも小さいことがある。これはガラス強化段階(ST50)の際に、第1ベース部材112に隣接して位置する地層1140に含まれた樹脂1136が着色層1142に含まれた樹脂1136より少なく揮発されることによるもので有り得る。これと反対に、着色層1142が第1ベース部材112の上に隣接し、その上に地層1140が位置する場合には、着色層1142の気泡114Vの大きさ(一例として、平均大きさ)が地層1140の気泡114Vの大きさ(一例として、平均大きさ)より小さいか、着色層1142の気泡114Vの総体積が地層1140の気泡114Vの総体積より小さいことがあり得る。つまり、着色部114を構成しながら積層された少なくとも二つの層中に第1ベース部材112に隣接した第1層の気泡114Vの大きさ(一例として、平均大きさ)がこの上に位置した第2層の気泡114Vの大きさ(一例として、平均大きさ)より小さいか、第1層の気泡114Vの総体積が第2層の気泡114Vの総体積より小さいことがあり得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
前述した気泡114Vの大きさ、面積比等は、セラミック物質層、着色部形成層113、または着色部114(または、これらに含まれた色素1132、セラミックスフリット1134 、樹脂1136など)の物質、セラミック物質層、着色部形成層113、または着色部114の製造方法、工程条件などに異なることがある。このように着色部114の内部に気泡114Vが存在すれば、図10に示すように、太陽電池パネル100に入射される光が気泡114Vで分散されて広く拡散される。さらに具体的には、着色部114が気泡114Vを備えると、正常透過(normal transmittance)と拡散透過(diffused transmittance)が一緒に起きて半球形透過(hemispherical transmittance)が起こる。この時、図10の実線で示すように、着色部114の気泡114Vが太陽電池パネル100の内部に入射される光が半球形透過形を有するように光を散乱させることができる。それによって、太陽電池150との間の領域に向かって消失することがある光の一部を、太陽電池150に向けて使用したり、着色部114と、第1ベース部材112の界面での散乱等により再使用することができる。これにより、着色部114を備える場合にも、光電変換に使用される光の量を最大化して、太陽電池150の光電変換効率及び太陽電池パネル100の出力を高く維持することができる。一例として、着色部114は、太陽電池150の間の領域に対応する部分に、少なくとも一部が位置することができる。そして、図10の一点鎖線で示すように、着色部114の気泡114Vは、太陽電池パネル100の外部の方向に半球状の透過形を有するように光を散乱させてアンチグレア(anti-glare)の特性を向上させることができる。一方、着色部114が気泡114Vを有さない場合には、気泡114Vを有する場合に比べて拡散透過が十分に起こらない相対的に低い光透過度を有することができる。
そして、本実施の形態において着色部114が形成された部分で、第1ベース部材112と着色部114の境界部分(つまり、着色部114の界面)の表面粗さを着色部114が形成されない第1ベース部材112の他の部分の表面粗さより大きくすることがある。すなわち、図3の拡大円で示したように、第1カバー部材110で着色部114と、第1ベース部材112の一面が構成する境界部分の表面粗さが、第1ベース部材112の他面または側面の表面粗さまたは着色部114が備えない部分で、第1ベース部材112の一面の表面粗さより大きくすることができる。これは着色部114が形成されるとき、セラミックフリット1134、色素1132などが第1ベース部材112の内部に混入したり、その他の相平衡のための物質などが移動しながら、第1ベース部材112との界面部分で表面粗さが相対的に大きくなることがあり得るからである。
一例として、図3においては、着色部114が形成されない他面に光拡散部(LD)が位置することを示した。光拡散部(LD)は、光を拡散させて、太陽電池150などの認識を最大限に防止し、着色部114による色などの統一性を改善することができる。一例として、光拡散部(LD)がシール材130に接して形成されるとシール材130との接着面積を増加させて接着力を向上させる役割をすることができる。例えば、光拡散部(LD)が10〜500μmの大きさを有することができ、ラウンドされた形状(一例として、球形の一部に対応する形状)、角形状、ピラミッド形状など、様々な形状を有することができる。前述した光拡散部(LD)は、陽刻形状に突出した形状を有することができ、陰刻形状で凹形状を有することもできる。
このとき、光拡散部(LD)の大きさが着色部114が形成された境界部分の表面粗さと同じかそれより大きいことがあり得る(一例として、大きくなることができる)。ここで、光拡散部(LD)の大きさとは、光拡散部(LD)の最上段と最下段の間の距離を意味することができる。これにより、光拡散部(LD)による拡散効果を向上することができる。そして着色部114が形成された境界部分の表面粗さが光拡散部(LD)の表面粗さと同じかそれより大きいことがある(一例として、大きくすることができる)。ここで、光拡散部(LD)の表面粗さは、光拡散部(LD)の形状を構成する外表面からの表面粗さを意味することができる。これは、光拡散部(LD)は、一定の形状を有するように、特定の加工工程を経て形成されたものであるため、光拡散部(LD)の外表面が相対的に小さい表面粗さを有するからである。
このような着色部114の界面での高い表面粗さによって着色部114が光の散乱を効果的に誘導することができる。つまり、着色部114内の気泡114Vと着色部114の界面で高い表面粗さを一緒に備えると、光の散乱を効果的に誘導することができる。特に、太陽電池150の間に対応する部分(すなわち、非有効領域(NA))に着色部114が位置すれば、着色部114からの散乱による光が太陽電池150の方向に光電変換に使用することができる。これにより、太陽電池150の光電変換効率及び太陽電池パネル100の出力を高く維持することができる。
一例として、本実施の形態において、第1ベース部材112と着色部114を構成する複数の層の境界面及び外部表面(例えば、第1ベース部材112と地層1140との間の境界面、地層1140と着色層1142との間の境界面、それと着色部114の外表面)の表面粗さがそれぞれ第1ベース部材112の他の部分の表面粗さより大きくなることがある。これによれば、一定レベル以上の表面粗さを有する境界面を複数備えて光散乱をさらに効果的に誘導することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、着色部114を構成する地層1140と着色層1142との間の境界面及び/または着色部114の外表面の表面粗さが他の部分と同一または類似のレベルを有することができる
前述した着色部114が第1ベース部材112またはシール材130より大きい屈折率(一例として、1.48以上の屈折率)を有することができる。そして着色部114(またはこれに含まれる着色層1142または地層1140)は、1μm以上の厚さ(一例として、1μm乃至15μm)の厚さを有することができる。着色部114の製造工程に応じて着色部114の厚さが変わることがある。例えば、着色部114(またはこれに含まれる着色層1142または地層1140)がスクリングプリンティングで形成された場合には、1μm乃至15μmの厚さを有することができ、インクジェットプリンティングで形成された場合には、1μm乃至7μmの厚さを有することができる。着色部114の厚さが1μm未満では、所望する外観を実現することが困難なことがあり、色素1132が含まれる場合に色素1132の密集度が低下して所望する色を示すことが難しいことがある。前述した着色部114の厚さが15μm(一例として、7μm)を超えると、光透過度が全体的に低下することがあり、着色部114の剥離、ひび割れ等の現象が発生することがあり得る。一例として、着色部114の製造工程を単純化し、材料コストを削減するために、前述した着色部114(またはこれに含まれる着色層1142または地層1140)の厚さが1μm乃至3μm(一例として、1μm乃至2μm)で有り得るが、本発明がこれに限定されるものではない。また、色に応じて着色部114の厚さを調節することができるが、一例として、着色部114が相対的に低い光透過度を有する白色を有する場合には、他の色の着色部114より薄い厚さを有することができる。
反面、従来、第1カバー部材110に形成される層は、赤外線領域の光の光透過度が低くて、太陽電池に到達する光で可視光線領域の光より赤外線領域の光の量が少なく、赤外線領域の光を効果的に利用するのに困難があった。例えば、反射を防止するための反射防止層は、太陽光の強度が最も強い600nm程度の短波長を有する光の反射を防止することができるように、該当波長で最大光透過度を有する。従来、第1カバー部材110に備えられる層(一例として、反射防止層)が着色部114と同一または類似の物質で構成される場合でも、セラミックの形態を備えない場合には、可視光線領域の光の平均光透過度より赤外線領域の光の平均光透過度が小さい。そして反射防止層は、第1ベース部材112とシール材130より小さい1.3程度の屈折率を有し500nm以下(一例として、200nm内外)の厚さを有する。これにより、本実施の形態の着色部114とは特性が異なり、赤外線領域の光を効果的に利用するには困難がある。また、ほとんどの場合、第1カバー部材110に備えられる層(一例として、反射防止層)の形成が第1カバー部材112の上に積層されることにより行われるので、第1カバー部材110に備える層(一例として、反射防止層)の界面での表面粗さが他の部分と差を有さない。
本実施の形態において着色部114は、第1ベース部材112の一面で厚さ方向での一部分に対応するように形成される。さらに具体的に、着色部114の一部分が第1ベース部材112の内部に陥没し、他の部分が着色部114が形成されない第1ベース部材112の基板面(BS)より突出した形状を有する。このような着色部114の外面がラウンドされた形状を有したり、他の部分より大きな表面粗さを有することがあり得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく着色部114がこれと違った形状を有することもできる。一例として、着色部114が均一な厚さを有しながら、平らに形成され得る。その他の様々な変形が可能である。
図4においては着色部114(または着色層1140、以下同じ)が第1カバー部材110の一部のみに部分的に形成されて着色部114による透過度低下を最小化することを例示した。そして、複数の着色部114がそれぞれ一つのカバー領域CAを形成することを例示した。ここで、カバー領域CAとは、一定の色、画像、パターン、感じ、質感などを実現するように同じ色、画像、パターン、感じ、質感などを有すると認識される領域を意味する。一例として、カバー領域CAが一定の色を有する着色領域で有り得る。
一例として、図4においては、カバー領域CAを構成する着色部114(一例として、着色層1142)が方形のドット形状を有し、カバー領域CAでのドット形状の着色部114が位置しない部分が全体的に接続されて光透過(LTA)を形成することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、着色部114を円形、楕円形、多角形(三角形、四角形など)、不規則な形状、またはこれらの組み合わせで構成することもできる。他の例として、着色部114が一字形状を有するように一方向に長くつながって複数の着色部114がストライプ形状を形成することもできる。それによって、複数の着色部114と平行な光透過部(LTA)が複数の着色部114との間に位置し、前記一方向と交差する方向で着色部114と光透過部(LTA)が交互に位置することができる。また別の例として、着色部114が、第1方向に延びる第1部分と、第1方向と交差する第2方向に延長される第2部分を含むチェック柄の形状を有することもできる。それによって、第1部分と第2部分によって囲まれてドット形状を有する部分が光透過部(LTA)を構成することができる。そのほかにも着色部114が、様々な平面形状を有することができる。
本実施の形態においては、太陽電池パネル100を一定の距離以上(一例として、1m以上)離れ肉眼で見る場合に、第1カバー部材110によって太陽電池パネル100が一定の色、画像、パターン、感じ、質感などを全体的に均一に有することができる。一例として、建物(図1の参照符号1、以下同じ)の外観を眺めるために十分な距離で太陽電池パネル100を見た場合に、建物1の外観を向上させながらも、太陽電池パネル100の出力は大きく減らさないようにすることができる。
一例として、着色部114(一例として、着色層1142)がそれぞれ0.2〜10mmの幅または大きさを有し、カバー領域CAの総面積に対する着色部114(一例として、着色層1142)の総面積の割合が0.05〜0.99(一例として、0.2〜0.8)で有り得る。このような範囲で一定距離(一例として、1m)を置いて複数の着色部114を眺めると一つの色として認識されることがあり得る。そして光透過部(LTA)を介して光が十分な量に入射されるようにして発電が十分に行われるようにすることができる。このとき、光透過部(LTA)は、着色部114との間に位置することもあり着色部114の内部の一部を構成することもあり得る。本発明がこれに限定されるものではなくカバー領域CAが光透過部(LTA)を備えなくてカバー領域CAの総面積に対する着色部114の総面積の比率が1であることもある。これによればグレア現象を効果的に防止することができる。
または、複数の着色部114または複数の着色層1142が互いに一定間隔で位置すると複数の着色部114または複数の着色層1142を一つに認識することができる。一例として、複数の着色部114または複数の着色層1142が1〜100dpi(dots per inch)で形成されると、複数の着色部114または複数の着色層1142が、全体的に一つに認識されて所望する形状、画像、パターンなどを構成することができる。
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって着色部114(一例として、これらに含まれる着色層1142及び地層1140のそれぞれ)が、第1カバー部材110の全領域に形成され得る。これによれば着色部114によるグレア防止などの効果を全領域で実現することができる。または、地層1140は、第1カバー部材110の全領域に形成され、着色層1142は、部分的に形成され得る。これによれば着色層1142の形成面積を削減しながらも、地層1140は、全領域に形成されて、地層1140による光散乱効果、グレア防止などの効果を全領域で実現することができる。この場合には、着色層1142と、当該着色層1142が位置した部分に対応して位置した地層1140をそれぞれ着色部114と見ることができる。そして着色部114中少なくとも1つが、複数の色を有する部分を含むことができる。そのほかにも様々な変形が可能である。
また、図3においては、着色部114を構成する地層1140と着色層1142が同じ面積を有しながら完全に重畳して形成されることを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。これについては後で図11乃至図13を参照して、より詳細に説明する。
本実施の形態においては、第2カバー部材120がカバー部分124を備えて着色されたガラス基板で構成され得る。本実施の形態ではカバー部分124は、太陽電池150、インターコネクタ(142、145)などが外部から認識されないように、一定の色を示す部分で有り得る。着色部114とは異なり、建物一体型構造を有する太陽電池パネル100の背面に位置するカバー部分124は、光の拡散、散乱などが要求されないため、特定の色を有することができる。
第2カバー部材120またはカバー部分124は、国際照明委員会(CIE)Lab(つまり、CIE L*a*b*)色座標、D65標準光源(正午の太陽光源)での太陽電池150(特に、太陽電池150の反射防止層152)と第2カバー部材120の色差(△Eab)レベルが11以下になるようにする色を有することができる。前述した色差(△E*ab)レベルが11以下になると、太陽電池150、インターコネクタ(142、145)などが一定距離以上では、外部から認識されないようにすることができる。ここで、国際照明委員会(CIE)Lab(つまり、CIE L*a*b*)色座標、D65標準光源で第2カバー部材120またはカバー部分124の輝度(L)が50以下で相対的に暗い色を有することができる。それによって、太陽電池150、インターコネクタ(142、145)などが外部から効果的に認識されないようにすることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、国際照明委員会(CIE)Lab(つまり、CIE L*a*b*)色座標、D65標準光源で第2カバー部材120またはカバー部分124の輝度(L*)が50を超えて相対的に明るい色を有することができる。
このとき、カバー部分124の色は、着色部114の色と同じであることも、異なることもある。特に、カバー部分124は、透明、半透明などでは、形成されないことがあり、白色を除外した無彩色、不透明な色、または太陽電池150と同じ系列の色を有することがある。例えば、カバー部分124が黒色、グレー色、青色、緑色、茶色、太陽電池150(特に、太陽電池150の反射防止層152)と同じ系列の色、またはこれらを混合した色を有することができる。白色は明度の高い色であるため、これを用いてカバー部分124を形成することは難しいことがある。一例として、カバー部分124が太陽電池150と同じ系列の色で形成されると、色の統一性を有し、太陽電池パネル100が、全体的に色の統一性を有するので審美性をさらに向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。前述した色以外の色であっても着色部114より低い明るさまたは第1ベース部材112及び/または第2ベース部材122より低い光透過度を有する色であれば、様々な色を使用することができる。
このように、第2カバー部材120が、一定の色を有し、太陽電池150などが認識されることを防止するとシール材130の色を変化させないでもよい。シール材130に色を変化させるための色素(例えば、カーボンブラック)などを含めると、所望しないようにシール材130の絶縁特性などが低下するなどの問題が発生することがあり得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、シール材130(一例として、第2シール材132)が黒色、青色、青黒い色などで着色されることも可能である。
一例として、本実施の形態においてカバー部分124は、酸化物セラミック組成物で構成され得る。それによって、同一または類似の製造工程によって、第1及び第2カバー部材(110、120)を形成することができ、製造工程を単純化することができる。この場合にカバー部分124を構成する酸化物セラミック組成物及び第2カバー部材120に対しては、先に説明した着色部114を構成する酸化物セラミック組成物及び第1カバー部材110の説明をそのまま適用することができる。ただし、前述したように、カバー部分124は、地層などを備えてない単一の着色層で構成することができるところ、そのためのセラミック物質層を塗布する塗布ステップ及び、これを乾燥する乾燥段階を1回だけ実行することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく所望する厚さなどを考慮して、カバー部分124の塗布段階及び/または乾燥段階を複数実行することもできる。
また、本実施の形態においてカバー部分124が酸化物セラミック組成物以外の他の物質で構成され得る。例えば、カバー部分124が特定の色を実現するように積層された複数のカバー層を含むことができ、複数のカバー層は、誘電層、絶縁層、または半導体層で構成され得る。
一例として、カバー部分124が、太陽電池150の光電変換部を構成するシリコンを含むシリコン層と、シリコン層の上に位置し、反射防止層152と同一の物質及び積層構造を有する誘電層または絶縁層を含むことができる。それによって、カバー部分124が太陽電池150と同一または類似の色を有することができ、太陽電池150と同一または類似の色を実現することができる。これにより、簡単な構造によって太陽電池150、インターコネクタ(142、145)などが認識されることを効果的に防止することができる。
他の例として、カバー部分124がそれぞれ金属化合物(一例として、金属酸化物または金属窒化酸化物)で構成される複数のカバー層を含むことができる。たとえば、複数のカバー層が、シリコン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、アンチモン、銅を含む酸化物または窒化酸化物で構成される絶縁層を複数積層した構造を有することができる。そして、複数のカバー層が酸化物または窒化酸化物で構成される場合にカバー部分124は、複数のカバー層の内部または外部に窒化シリコンを含む層、及び/またはシリコン炭化窒化物を含む層をさらに備えて、紫外線、水分などによる問題を防止することができる。例えば、カバー部分124が、酸化シリコンで構成された第1カバー層と、その上に位置し、酸化シリコンで構成された第2カバー層と、その上に位置し、ジルコニウム酸化物で構成された第3カバー層と、その上に位置し、酸化シリコンを含む第4カバー層を含むと、カバー部分124が緑色を有することができる。
これによれば、蒸着等による簡単な製造工程によってカバー部分124を形成することができ、所望する色を備えた第2カバー部材120を製造することができる。
そして、前述した説明では、第2カバー部材120が、ガラス基板で構成された第2ベース部材122とカバー部分124を備えたことを例示したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、カバー部分124がカバー膜(一例として、黒色、青色、または青黒い色を有する層)または金属膜(一例として、黒色、青色、または青黒い色を有するようにコーティングされた銀(Ag)、またはアルミニウム)からなり、ガラス基板で構成された第2ベース部材122に蒸着または付着され得る。または第2カバー部材120が第2ベース部材122とカバー部分124を備えていない一体化された一つの部材で構成され得る。例えば、第2カバー部材120が金属板(一例として、鋼板)で構成されたり、黒色、青色、または青黒い色ガラス基板などで構成され得る。そのほかにも、第2カバー部材120または第2ベース部材122が樹脂(一例として、ポリカーボネート(poly carbonate、PC)、ポリエチレンテレフタレート(poly ethylene terephthalate、PET)、エチレンテトラフルオロエチレン(ethylene tetra fluoro ethylene、ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(poly tetra fluoro ethylene、PTFE)など)を含んでいるシート、繊維強化プラスチック(fiber reinforced plastic)などで構成され得る。このようなシートなどで構成された第2ベース部材122の上に、別のカバー部分124が形成されたり、第2ベース部材122の内部に顔料などが含まれて一定の色を有することができる。このようなシートなどで構成された第2ベース部材122は、単一層または複数の層で構成され得る。
そして、前述した説明では、第2カバー部材120が一定の色を有する着色された部材で構成されたことを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第2カバー部材120が透光性、非透光性、または反射特性のさまざまな特性を有することができる。その他の様々な変形が可能である。
図3においてはカバー部分124が第2カバー部材120の外面側に位置することを例示した。カバー部分124が第2カバー部材120の外面側に位置して太陽電池パネル100の背面側の近くに位置することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがってカバー部分124が第2カバー部材120の内面及び外面の内、少なくとも一つに位置することができる。そして、前述したように、着色部114またはカバー部分124が形成されない他の一面に凹凸、テクスチャなどが形成された光拡散部(LD)が形成され得る。しかし、光拡散部(LD)が不可欠なものではなく、着色部114またはカバー部分124が形成されない他の一面を光拡散部(LD)を備えない平らな平面で構成することもできる。その他の様々な変形が可能である。
そして、本実施の形態においては、カバー部分124が第2カバー部材120の全領域で、1つの色を有しながら形成され、一つのカバー部分124が一つのカバー領域CAを形成することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなくカバー部分124を第2カバー部材110の一部のみに部分的に形成することもできる。このような例については図25及び図26を参照して、後で詳細に説明する。その外にも様々な変形が可能である。
本実施の形態によれば、赤外線領域の平均光透過度である第1平均透過度が可視光線領域の平均光透過度である第2平均透過度と同じかそれより大きな着色部114が第1カバー部材110に備えられて、太陽電池パネル100の外観及び審美性を向上しながらも、太陽電池パネル100の出力を高く維持することができる。このような着色部114は、酸化物セラミック組成物で構成されて、第1カバー部材110が、ガラス基板を含む場合に現れ得るグレア現象を効果的に防止することができる。そして、太陽電池パネル100を横から見る場合にも、色の変化、または着色部114が認識されず所望する色、画像、パターン、感じ、質感などをそのまま維持することができる。また、第2カバー部材120がカバー部分124によって太陽電池150、インターコネクタ(142、145)などが認識されないようにする色を有するように着色されて、太陽電池パネル100の外観をさらに向上させることができる。
一方、従来技術として、第1または第2ベース部材(110、120)と一体化されないながら、その上に別途に形成される着色部を位置させる場合には、横から見たり、明るい場合に着色部分の色が異なるように認識されたり、他の部材と別途に認識されて審美性を低下させることがあり得る。また、従来使用されている色ガラスは、光透過度が非常に低く、太陽電池パネル100の第1カバー部材110などに適用されると、太陽電池パネル100の出力を大幅に低下させることがあり得る。
特に、本実施の形態においては、着色部114が着色層1142と一緒に地層1140を備えて着色層1142が位置した部分が所望しないように暗くなるのを防止したり、着色層1142の色がさらに鮮明に発色するようにすることができる。また、光散乱によって太陽電池パネル100の全領域で均一な光透過度を有するようにすることができ、グレアを防止する効果をさらに向上させることができる。これにより、太陽電池パネル100の外観及び出力を効果的に向上させることができる。
図3においては、地層1140と着色層1142が明確な境界を有しながら形成されたことを例示した。地層1140と着色層1142は、色の違い等により区別することができる。そして地層1140と着色層1142が密度の違いによって形状分析で互いに異なる形状、構造等を有することができ、これを走査電子顕微鏡(SEM)写真で判別することができる。または地層1140と着色層1142の構成成分の違いをエネルギー分散X線分光分析(Energy dispersive X-ray spectroscope、EDS)によって判別することもできる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、最終的な構造で、地層1140と着色層1142が明確な境界を持たないこともある。しかし、この場合でも、地層1140が備えられたかどうかなどは、地層1140と着色層1142の色の違い、密度の違い、構成成分などの違いによって判別することができる。
以下においては、本発明の他の実施の形態に係る太陽電池パネルを詳細に説明する。前述した説明と同一又は極めて類似する部分については詳細な説明を省略し、互いに異なる部分についてのみ詳細に説明する。そして、前述した実施の形態またはその変形した例と下の実施の形態またはこれを変形した例を、互いに結合したものもまた、本発明の範囲に属する。
図11は、本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の様々な例を概略的に示す部分断面図である。図11では、第1ベース部材112、地層1140及び着色層1142の断面形状を概略的にのみ図示して気泡114Vなどを図示しておらず、境界面または表面形状を概略的に示した。
図11に示すように、本変形例では、地層1140と着色層1142が互いに重畳される部分を有するように、互いに積層されて形成されるが、互いに異なる面積を有することがあり得る。一例として、図11の(a)に示すように、地層1140の面積が着色層1142の面積より大きくて着色層1142の全体の領域が地層1140の一部の領域の上に位置することができる。これによれば、地層1140による明度向上、発色向上、光散乱、光拡散などの効果を十分に実現しながら着色層1142による光透過度の低下を最小化することができる。他の例として、図11の(b)に示すように、着色層1142の面積が地層1140の面積より大きくて着色層1142が、地層1140の外表面及び側面を全体的に囲みながら形成され得る。それによって、着色層1142による色の実現が鮮明に実現され得る。
図12は、本発明の他の変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の様々な例を概略的に示す部分断面図である。図12では、第1ベース部材112、地層1140及び着色層1142の断面形状を概略的にのみ図示して気泡114Vなどを示さず、境界面または表面形状を概略的に示した。
図12を参照すると、本変形例では、第1ベース部材112の内面上に着色部114が位置することができる。この場合には、第1ベース部材112の内面上に着色層1142が位置し、着色層1142の上に地層1140が位置することができる。それによって、地層1140が着色層1142より、太陽電池150に近接または隣接して位置し、光が入射される方向側に着色層1142が位置し、その後方に地層1140が位置することができる。このように、第1ベース部材112の内面上に着色部114が位置すると第1ベース部材112の外面に光拡散部(LD)を形成することができる。図12では、光拡散部(LD)の上に保護層118を形成したことを例示した。保護層118は、光拡散部(LD)による外面構造を保護する役割をすることができ、グレア防止効果を有するグレア防止層の役割をすることもできる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、光拡散部(LD)及び/または保護層118を備えない場合もある。
一例として、図12の(a)に示すように、互いに積層される地層1140及び着色層1142が同じ面積を有しながら完全に重畳して形成され得る。他の例として、図12の(b)に示すように、地層1140の面積が着色層1142の面積より大きくて地層1140が着色層1142の内部表面及び側面を全体的に囲みながら形成され得る。また別の例として、図12の(c)に示すように、着色層1142の面積が地層1140の面積より大きくて地層1140の全体の領域が着色層1142の一部の領域上に位置することができる。
前述した実施の形態においては、地層1140及び着色層1142の内、いずれか1つが、他の一つに、全体的に重畳(一例として、接触しながら重畳)されることを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。他の変形例を図13を参照して説明する。
図13は、本発明のまた別の変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材の様々な例を概略的に示す部分断面図である。簡略な図示のためにも、図13は、第1ベース部材112、地層1140と着色層1142の断面形状を概略的にのみ図示して気泡114Vなどを図示しておらず、境界面や表面形状を平面に示した。
図13に示すように、本変形例では、地層1140及び着色層1142の内、いずれか1つの一部が他の一つの一部のみに重畳(一例として、接触しながら、重畳)したり、地層1140及び着色層1142が互いに離隔して位置するか、隣り合って位置することができる。
さらに具体的に、図13の(a)及び(b)に示すように、地層1140の一部に着色層1142の一部が重畳(一例として、接触しながら、重畳)することができる。一例として、図13の(b)に示すように、地層1140が全体の領域に形成され着色層1142が部分的に位置することができる。または、図13の(c)に示すように、地層1140と着色層1142が同じ面に位置するが、互いに重畳される部分なしに互いに離隔しながら互いに近接して位置し、これらの間に光透過部(図4の参照符号LTA、以下同じ)が位置することもできる。図13の(a)乃至(c)では、地層1140及び着色層1142が第1ベース部材112の外面に位置することを例示したが、地層1140及び着色層1142が第1ベース部材112の内面に位置することもできる。
また別の例として、図13の(d)に示すように、地層1140及び着色層1142が第1ベース部材112の反対面にそれぞれ位置することができる。一例として、光の入射方向から見たとき、地層1140が着色層1142より、太陽電池150に近接または隣接するように着色層1142が外面に位置し、地層1140が内面に位置することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく着色層1142が内面に位置し、地層1140が外面に位置することもできる。そして、図13の(d)では、互いに反対面に位置する地層1140及び着色層1142が重畳する部分を備えるように配置されたが、地層1140と着色層1142が、重畳する部分なしに互いに離隔して互いに隣り合うように位置することもできる。
また、前述した実施の形態においては、地層1140が各着色部114または各着色層1142に対応する部分に部分的に形成されたことを図示したが、地層1140が複数の着色部114または複数の着色層1142に対応するように接続されて形成され得る。つまり、複数の着色部114または複数の着色層1142が一つの地層1140と、重畳または接触するように位置することができる。
前述した実施の形態では、着色部114または着色層1142が1つの色を有する場合を例として説明した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく着色部114が、互いに異なる色または互いに異なる透過度を有する複数の着色層1142を備えることができる。このような実施の形態及び変形例を図14〜図22を参照して説明する。
図14は、本発明の他の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材を示す平面図であり、図15は、図14に示した第1カバー部材に含まれる複数の着色部をそれぞれ示した概略的な部分断面図である。簡略の図示のために、図15においては、第1ベース部材112、地層1140及び着色層1142の断面形状を概略的にのみ図示して気泡114Vなどを図示しておらず、境界面または表面形状を概略的に図示した。
図14及び図15を参照すると、本実施の形態においては、着色部114が互いに異なる色を有する複数の着色部(114a、114b)を備えることができる。または着色部114が互いに異なる色を有する複数の着色層(1142a、1142b)を備えることができる。このとき、複数の着色層(1142a、1142b)は、光透過度を考慮して、互いに異なる厚さを有することができる。それによって、互いに異なる光透過度を有する複数の着色層(1142a、1142b)を有する場合に、複数の着色層(1142a、1142b)、または複数の着色部(114a、114b)による光透過度を均一に維持することができる。
例えば、複数の着色部114は、第1色を有し、第1透過度を有する第1着色層1142aを備える第1着色部114aと、第1色と異なる第2色を有し、第1透過度よりも低い第2透過度を有する第2着色層1142bを備える第2着色部114bを含むことができる。本明細書において、第1透過度及び第2透過度は100nm乃至1400nm(一例として、100nm乃至1200nm)の波長の光での平均光透過度を意味することができる。このとき、第1着色層1142aの厚さよりも第2着色層1142bの厚さがさらに薄いことがあり得る。これによれば厚さを調節する簡単な構造によって互いに異なる色を有する複数の着色層(1142a、1142b)、または複数の着色部(114a、114b)を備えた場合にも、光透過度を均一に維持することができる。これにより、太陽電池パネル100の出力及び安定性を優秀に維持することができる。
本実施の形態においては、複数の着色部114を備えた場合にも、複数の太陽電池150から生成される電流の量が同一又は類似であり得る。たとえば、複数の太陽電池150から生成される電流の量の差が10%以下(最大電流を生成する太陽電池150の電流を100%としたときに基づいて、10%以下)で有り得る。例えば、第1着色部114aが複数の太陽電池150の内、第1太陽電池に対応して位置(平面上で見たとき、第1太陽電池の上に位置)し、第2着色部114bが複数の太陽電池150の内、第2太陽電池に対応して位置するとき、第1太陽電池によって生成された第1電流と第2太陽電池によって生成された第2電流の量の差が10%以下(例えば、第1及び第2電流の内、さらに大きい値を100%としたときに基づいて10%以下)で有り得る。第1及び第2着色部(114a、114b)を例示したが、3つ以上の着色部114を備える場合も同様である。また、第1及び第2着色部(114a、114b)が互いに異なる太陽電池150に対応することを例示したが、複数の着色部114が一つの太陽電池150に位置する場合にも着色部114が備えられていない太陽電池150または他の形態、形状、配置などで着色部114が備えられる太陽電池150と同様の電流(10%以内の差を有する電流)を有することができる。これにより、互いに異なる色、構造などを有する複数の着色部114を備える場合にも、ホットスポットなどの問題が発生することを防止することができ、信頼性の面で有利で有り得る。
図15を参照した実施の形態においては、複数の着色層(1142a、114b)の厚さを互いに異なるようにしたが、本発明がこれに限定されるものではない。これに対する様々な変形例を図16〜図18を参照して、詳細に説明する。
図16は、本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材に含まれる複数の着色部をそれぞれ示す概略的な部分断面図である。
図16を参照すると、本変形例では、着色部114が互いに異なる色を有する複数の着色部(114a、114b)を備えることができる。または、着色部114が互いに異なる色を有する複数の着色層(1142a、1142b)を備えることができる。このとき、複数の着色部(114a、114b)がそれぞれ地層(1140a、1140b)をさらに備えるが、複数の地層(1140a、1140b)が光透過度を考慮して、互いに異なる厚さを有することができる。それによって、互いに異なる光透過度を有する複数の着色層(1142a、1142b)を有する場合に、複数の着色部(114a、114b)による光透過度を均一に維持することができる。
例えば、複数の着色部114は、第1色を有し、第1透過度を有する第1着色層1142aと、第1地層1140aを備える第1着色部(114a)と、第1色とは異なる第2色を有し、第1透過度より低い第2透過度を有する第2着色層1142b及び第2地層1140bを備える第2着色部114bを含むことができる。このとき、第1地層1140aの厚さより第2地層1140bの厚さがさらに薄いことがある。そうすると、相対的に高い光透過度を有する第1着色層1142aを有する第1着色部114aから、第1地層1140aの厚さを相対的に大きくして、第1着色部114aが第2着色部114bと同一または類似の光透過度を有するようにする。
他の例として、図17に示すように、第1地層1140aが第2地層1140bと他の物質、他の色、または他の光透過度を有することができる。すなわち、第1地層1140aより第2地層1140bの光透過度がさらに高いことがあり得る。
例えば、第2地層1140bより第1地層1140aの明度が低いか、第2地層1140bより第1地層1140aがさらに暗いことがある。または、第1地層1140aと第2地層1140bが透明または半透明で、第2地層1140bより第1地層1140aの透明度がさらに低いことがある。または、第2地層1140bが透明または半透明で、第1地層1140aが一定の色(一例として、白色または黄色系の色)を有することがあり得る。そうすると、相対的に高い光透過度を有する第1着色層1142aを有する第1着色部114aから、第1地層1140aの光透過度を相対的に低くして、第1着色部114aが第2着色部114bと同一または類似の光透過度を有するようにする。
さらに他の例として、図18に示すように、第1着色部114aは、第1地層1140aを含むが、第2着色部114bは地層を備えず第2着色層1142bだけを備えることができる。それによって、相対的に高い光透過度を有する第1着色層1142aを有する第1着色部114aと相対的に低い光透過度を有する第2着色層1142bを有する第2着色部114bが同一または類似の光透過度を有することができる。
これによれば、地層(1140a、1140b)の厚さ、色、地層(1140a、1140b)を形成するかどうかを異なるようにする簡単な構造によって互いに異なる色または透過度を有する複数の着色層(1142a、1142b)または複数の着色部(114a、114b)を備えた場合にも、光透過度を均一に維持することができる。これにより、太陽電池パネル100の出力及び安定性を優秀に維持することができる。
図14〜図18では、一例として、互いに異なる色を有する第1及び第2着色部(114a、114b)によって互いに異なる色を有する第1及び第2カバー領域(CA1、CA2)が備えたことを例示した。そして、互いに異なる色を有する複数の着色部114が、互いに独立して位置し、これにそれぞれ対応する複数のカバー領域CAが互いに独立して位置したことを例示した。そして、複数のカバー領域CAが第1カバー部材110の全体に位置したことを例示した。しかし、本発明が着色部114の数、カバー領域CAの形状、色、数、配置等に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。たとえば、複数の着色部114または複数のカバー領域CAが互いに重畳されて形成されたり、複数のカバー領域CAが全体的に離隔してカバー領域CAが形成されない部分が形成されるなど、様々な変形が可能である。
また、図14〜図18でおいては、着色部114が、第1ベース部材112の外面に位置することを例示したが、図11〜図13に示すように、様々な位置に様々な形状に形成することができる。そして、図14〜図18では、複数の着色層(1142a、1142b)の厚さ、複数の地層(1140a、1140b)の厚さ及び光透過度、地層(1140a、1140b)の有無の内、1つだけ異なるようにしたことを例示したが、これらのうち複数が互いに異なることがあり得る。また、図14〜図18を参照した実施の形態においては、地層(1140a、1140b)が、各着色部114または各着色層1142に対応する部分に部分的に形成されたことを示したが、地層が複数の着色部(114a、114b)、または複数の着色層(1142a、1142b)に対応するように接続されて形成され得る。つまり、複数の着色部(114a、114b)、または複数の着色層(1142a、1142b)が一つの地層と、重畳または接触するように位置し、複数の着色層(1142a、1142b)の光透過度を考慮して、地層の厚さが、各着色部(114a、114b)で互いに異なることがあり得る。または、地層の厚さが着色部(114a、114b)、または着色層(1142a、1142b)が位置した部分で着色部(114a、114b)、または着色層(1142a、1142b)がない部分より薄く形成することができる。その他、様々な変形が可能である。
そして、図16〜図18においては、カバー領域CAに部分的に着色部114が位置したことを例示したが、本発明がこれに限定されるものではない。したがって着色部114、地層1140、または着色部1142がカバー領域CAの全領域に形成され得る。
また、前述した実施の形態においては、複数の着色部(114a、114b)が互いに別個の色またはカバー領域CAを実現することに使用されることを例示した。しかし、複数の着色部(114a、114b)が一つの着色ユニット内に一緒に位置して1つの色を実現することができる。図19〜図23を参照して、これを詳細に説明する。
図19は、本発明のさらに他の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれる第1カバー部材に備えられる各着色ユニットの一例を示す図である。図19の着色ユニットは、図4の(a)に示す1つの着色部114に対応することができる。
図19を参照すると、本実施の形態において着色部114は、互いに異なる色または互いに異なる光透過度を有する、少なくとも二つの着色層(1142a、1142b)を含む着色ユニットで構成され得る。つまり、カバー領域(一例として、着色領域)に1〜100 dpiで位置する各着色部114または着色ユニットのそれぞれに少なくとも二つの着色層(1142a、1142b)が位置し、このような着色部114または着色ユニットが1〜100dpiで位置して、所望する色を有するカバー領域を実現することができる。これをさらに詳細に説明する。
本実施の形態においては、各着色部114または着色ユニットが、第1色で構成され、第1透過度を有する第1着色層1142a、第1色と異なる第2色で構成され、第1透過度より高い第2透過度を有する第2着色層1142bを含むことができる。このとき、第1着色層1142aの第1色は、三原色である赤色、黄色、緑色を単独または他の色と組み合わせて実現することができる色、黒色または白色を含むことができる。第2着色層1142bは、第1着色層1142aより光透過度が高く、第1着色層1142aと、他の色(一例として、明度及び/または彩度が異なる色)で構成され得る。例えば、第1着色層1142aが黄色の場合、第2着色層1142bは、白色で構成されて黄色をさらに鮮明に実現することができる。または、第1着色層1142aが白色である場合、第2着色層1142bが黄色に構成されて黄色光が出る白色(yellowish white)をさらに鮮明に実現することができる。そのほかにも、赤色、緑色、青色のような原色を鮮やかに実現することができる。
例えば、可視光領域の光(一例として、380乃至760nmの波長の光)に対し、第1着色層1142aの光透過度(一例として、平均光透過度)が60%以下(一例として、0〜60%)で有り、第2着色層1142bの光透過度(一例として、平均光透過度)が90%以下、さらに具体的に80%以下(一例として、0〜90%、さらに具体的には0〜80%)で有り得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
本実施の形態において、第1着色層1142aは、所望する色を発色する役割と、相対的に少量の光が透過されて補助的な発展が行われる部分であり、第2着色層1142bは、所望する色の発色を補助し、グレア現象を防止する役割をし、相対的に多くの光が透過されて、十分な発電が成り立って発展に大きな影響を与える部分である。すなわち、第2着色層1142bが地層としての役割を実行することができる。第2着色層1142bの面積の割合が、第1着色層1142aの面積の割合と同じかそれより大きくて、発電が十分に行われるようしながら所望する色を実現できるようにすることができる。一例として、第1着色層1142a:第2着色層1142bの面積比率が1:9〜5:5で有り得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。第1及び第2着色層(1142a、1142)が白色以外の色を有し、それぞれ特定の色を実現して、第2着色層1142bも地層ではなく、着色層としての役割だけを実行することもできる。
図19においては、第2着色層1142bが着色部114に全体的に形成され、複数の第1着色層1142aが着色部114内で部分的に形成されながら、複数の第1着色層1142aの全部分が第2着色層1142bに重畳されながら第2着色層1142bの上に位置することを例示した。しかし、第1着色層1142aと第2着色層1142bの平面形状、積層構造などは、図19に示したところに限定されず、様々な変形が可能である。これを図20及び図21を参照して、詳細に説明する。
図20は、本発明の一変形例に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材の各着色ユニットの様々な例を示す部分平面図である。図21は、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネルに含まれた第1カバー部材の様々な例を示す部分断面図である。簡略する図示のために図20及び21においては、第1ベース部材112、地層1140と着色層1142の断面形状を概略的にのみ図示して気泡114Vなどを図示しておらず、境界面または表面形状を概略的に示した。
図20の(a)に示すように、複数の第1着色層1142aが着色部114または着色ユニットの内部で部分的に形成され、その上に第2着色層1142bが複数の第1着色層1142aを全体的に覆いながら着色部114または着色ユニットに全体的に形成され得る。
または、図20の(b)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第1着色層1142a及び第2着色層1142bがそれぞれ部分的に位置しながら複数備えられ、互いに重畳する部分なしに離隔して位置することができる。
または、図20の(c)及び(d)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第1着色層1142a及び第2着色層1142bがそれぞれ部分的に位置しながら、複数備えられ、第1着色層1142aの全部分が第2着色層1142bに重畳することができる。この時、図20の(c)に示すように、第2着色層1142bの上に、第1着色層1142aが位置することもあり、図20の(d)に示すように、第1着色層1142aの上に第2着色層1142bが位置することもあり得る。
または、図20の(e)及び(f)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第1着色層1142a及び第2着色層1142bがそれぞれ部分的に位置しながら、複数備えられ、第1着色層1142aの一部の部分が第2着色層1142bに重畳することができる。この時、図20の(e)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第2着色層1142bの上に、第1着色層1142aが位置することもでき、図20の(f)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第1着色層1142aの上に第2着色層1142bが位置することもできる。
一方、図21の(a)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第2着色層1142bが、第1着色層1142aの全体上に形成することができる。または、図21の(b)及び(c)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第2着色層1142bの一部が、第1着色層1142aの一部の上に形成こともできる。または、図21の(d)から(f)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第2着色層1142bと第1着色層1142aが互いに重なる部分なしに互いに離隔して位置して、これらの間の光透過部(LTA)が位置することもできる。この時、図21の(d)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第1着色層1142aと第2着色層1142bが同じ面に位置しながら、互いに離隔することもできており、図21の(e)と(f)に示すように、各着色部114または各着色ユニットで第1着色層1142aと第2着色層1142bが互いに反対の面に位置することができる。ここで、図21の(e)に示すように平面的に見るときも、第1着色層1142aと第2着色層1142bが互いに離隔されることもあり、図21の(f)に示すように平面的に見るときは、第1着色層1142aと第2着色層1142bが重畳する部分が存在することもできる。参照で、第1着色層1142a及び第2着色層1142bが外面の方向に位置するとき、第1着色層1142a及び第2着色層1142bによる効果を最大化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
別の実施の形態で、図22に示すように、着色部114または着色ユニットが、第1色及び第2色より高い明度を有する第3色で構成され、第1及び第2着色層(1142a、1142b)より高い透過度を有する第3着色層1142cをさらに含むことができる。このとき、第1及び第2着色層(1142a、1142b)の第1色と第2色が混合されて、これと異なる色に、ユーザーに認識され、第3着色層1142cは、着色部114の色が所望しないように暗くなるのを防止したり、第1色及び/または第2色によって実現しようとする原色をさらに鮮明に実現するのに役立つ地層の役割をすることができる。他の例として、第3着色層1142cが白色ではない色(例えば、三原色の内の他の一つ)で構成され、第1〜第3の着色層(1142a、1142b、1142c)の色が混合されて、この他の一つの色で、ユーザーに認識されることもある。
一例として、第3色は、白色系や黄色系の色を有することができる。ここで、白色系または黄色系の色とは、基本的に白色または黄色を有しながら、わずかに異なる色が混ざって、全体的に白色または黄色を有する色を意味することができる。それによって、第3着色層114cは、第1及び/または第2着色層(114a、114b)が位置した部分が所望しないように暗くなるのを防止したり、第1及び/または第2着色層(114a、114b)による発色を向上させるための地層としての役割を十分に行うことができる。
このように着色部114または着色ユニットが、第1着色層1142a及び第2着色層1142b、選択的に第3着色層1142cを含むと、先に説明したよう原色を鮮やかに実現することができるだけでなく、グレアを防止する効果をさらに向上させることができる。
この時、図22の(a)のように、着色ユニットが光透過部(LTA)を備えない場合には、第3着色層1142c(一例として、地層)の面積が第1着色層1142aの面積と第2着色層1142bの面積の合計と同じかそれより大きいことがあり得る。これによれば、第3着色層1142cによって明度を向上する効果及びグレア防止効果を最大化することができる。または、第1着色層1142aの面積、第2着色層1142bの面積、第3着色層1142cの面積を互いに同一にすることができる。図22の(a)においては、第3着色層1142cの下部に第1及び第2着色層(1142a、1142b)が位置したことを例示したが、第1〜第3着色層(1142a、1142b、1142c)の積層構造は、多様に変形することができる。
別の例として、図22の(b)乃至(f)に示すように、光透過部(LTA)を備える場合、第1及び第2着色層(1142a、1142b)と第3着色層1142c(一例として、地層)の総面積が光透過部(LTA)の面積と同じか、それより小さいことがあり得る。これによれば、光透過部(LTA)によって十分な発電が行われるようすることができる。一例として、図22の(b)に示すように、第1着色層1142aの面積、第2着色層1142bの面積、第3着色層1142cの面積が同じであり得る。
図22の(b)に示すように、第1乃至第3着色層(1142a、1142b、1142c)が互いに離隔された位置に位置することができる。または、図22の(c)及び(d)に示したように、第1乃至第3着色層(1142a、1142b、1142c)の全体または一部が互いに重畳されて位置することもできる。第1〜第3着色層(1142a、1142b、1142c)の積層構造は、多様に変形することができる。
また別の例として、第1〜第3着色層(1142a、1142b、1142c)以外に、これと他の色または他の光透過度を有する色を有するさらに異なる一つの、または複数の着色層または地層をさらに備えることもできる。
図23は、本発明の他の実施の形態にしたがって、第1着色層1142a及び第2着色層1142bを備える第1カバー部材110を備えた太陽電池パネル100の一部を概略的に示した概略図である。簡略な図示のために、第1着色層1142a及び第2着色層1142bが、第1ベース部材112とは別の層であることを示したが、第1着色層1142a及び第2着色層1142bは図3などに示すように、第1ベース部材112と一体化された部分で有り得る。
図23を参照すると、本実施の形態においては、第1着色層1142aより高い光透過度を有する第2着色層1142bを含み第2着色層1142bを通じた光の透過が円滑に行われるようにすることができる。そして、太陽電池150に反射されて前面に向かう光は、第2着色層1142bで、少なくとも一部散乱され、太陽電池パネル100の前面からのグレア現象を最小化することができる。このとき、第2着色層1142bは、第1着色層1142aより光透過度が高いので着色部114による出力低下を最小化することができる。また、第2着色層1142bによって太陽電池150が外部に見えることをさらに防止することができる。
これを図24を参照して、さらに説明する。図24の(a)には、本実施の形態に係る第1及び第2着色層(1142a、1142b)を備える第1カバー部材110を備えた太陽電池パネルに光を照射して、これを撮影した写真を添付し、図24の(b)には、着色層または着色部を備えない従来の太陽電池パネルに光を照射して、これを撮影した写真を添付した。
図24の(a)に示すように、本実施の形態に係る太陽電池パネル100では、グレア現象が非常に少なく発生するが、図24の(b)に示すような従来の太陽電池パネルではグレア現象が多く発生することが分かる。
図25は、本発明のさらに他の実施の形態に係る太陽電池パネル100に含まれた第1カバー部材110及び第2カバー部材120の一例を示す平面図である。図26は、本発明のさらに他の実施の形態に係る太陽電池パネル100に含まれた第1カバー部材110及び第2カバー部材120の他の例を示す平面図である。そして、図27は、本発明の実施の形態に係る太陽電池パネル100の一例の一部を撮影した写真である。図では、一例として、着色部114及びカバー部分124を円形のドット形状で示したが、本発明がこれに限定されるものではない。
図25及び図26を参照すると、本実施の形態においては、カバー部分124が着色部114より低い明度を有したり、相対的に低い光透過度を有するか、及び/または第1カバー率より第2カバー率がさらに大きくなることがある。一例として、着色部114よりカバー部分124の明度が低いか、カバー部分124が着色部114と同じ色またはこれより低い明度の色を有しながら、第1カバー率より大きい第2カバー率を有することができる。
ここで、相対的に低い輝度を有することは、着色部114より低い明度を有することを意味することができ、相対的に低い光透過度を有することは、第1ベース部材112及び/または第2ベース部材122より低い光透過度を有することを意味することができる。
カバー部分124は、白色を除外した無彩色、不透明な色、または太陽電池150と同じ系列の色を有することができる。例えば、カバー部分124が黒色、グレー、青色、緑色、茶色、太陽電池150と同じ系列の色、またはこれらを混合した色を有することができる。白色は明度の高い色であるため、これを用いてカバー部分124を形成するのは難しいことがある。一例として、カバー部分124が太陽電池150と同じ系列の色で形成されると、色の統一性を有し、太陽電池パネル100が、全体的に色の統一性を有するので審美性をさらに向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、前述した色以外の色であっても着色部114よりも低い明るさまたは第1ベース部材112及び/または第2ベース部材122より低い光透過度を有する色であれば、様々な色を使用することができる。
第1カバー率はカバー領域の面積に対する着色部114(一例として、着色層1142)の面積の割合を意味し、第2カバー率は、非有効領域(NA)の面積にについて、非有効領域(NA)に位置するカバー部分124が占める面積の割合を意味することができる。
これによれば、太陽電池150が位置しない非有効領域(NA)に位置するカバー部分124が着色部114よりも低い明度を有したり、大きなカバー率を有し太陽電池150の境界が認識されるがインターコネクタ(142、145)などが認識されることを防止することができる。
図27の(a)のような太陽電池150とインターコネクタ(142、145)の上に、図27の(b)のように着色部114を有する第1カバー部材110を置くと、着色部114による色は認識することがでるが、太陽電池150の境界とインターコネクタ(142、145)の境界がある程度認識される。この状態で、図27の(c)のようにカバー部分124を有する第2カバー部材120を一緒に置くと、着色部114による色が認識されながらも着色部114とカバー部分124の干渉によって、太陽電池150の境界及びインターコネクタ(142、145)の境界を認識しにくくなる。
本実施の形態において、インターコネクタ(142、145)を覆う形状のシールド部材が太陽電池150及びインターコネクタ(142、145)と、第1シール材130の間に位置することができる。一例として、シールド部材が、隣接する太陽電池150の間に位置する第1インターコネクタ142及び/または複数の太陽電池ストリングの端部で、これらに接続される第2インターコネクタ145(例えば、バスリボン)を覆う位置に位置することができる。このようなシールド部材は、特定の色(一例として、黒色、灰色、または太陽電池150と同一または類似の色)を有することができ、インターコネクタ(142、145)と、他の反射率を有しインターコネクタ(142、145)が認識されることを防止するが、光を完全に遮断するのではない物質で構成されることがある。このようなシールド部材は、太陽電池150などに粘着されて位置することができる。ここで、粘着とは、常温で物理的な力で2つの層が互いに付着したり分離することができる程度の接着力を意味するもので、熱処理を介して2つの層が互いに付着され、2つの層を分離する際にいずれか1つの層が損傷する接着(adhesion)とは別の意味である。このようにシールド部材が粘着によって太陽電池150などに固定されると、製造工程中のシールド部材の粘着、分離、位置調整などが容易である。シールド部材の形状、構造、物質などは多様に変形することができる。または、一定の色(一例として、黒色、グレーなど)を有するインターコネクタ(142、145)が使用され得る。それによって、インターコネクタ(142、145)などの境界が認識されることをさらに効果的に防止することができる。一例として、第2カバー率が0.5〜1で有り得る。つまり、非有効領域(NA)の全面積について、これに形成されたカバー部分124の面積の割合が0.5〜1で有り得る。このような第2カバー率を有するとき、太陽電池150の境界が認識されたりインターコネクタ(142、145)などが認識されることを効果的に防止することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
一例として、第2カバー部材120が、図25に示すように、有効領域(AA)及び非有効領域(NA)に対応するように、全体的に形成されることもあり、図26に示すように、非有効領域(NA)に対応する部分にのみ形成され有効領域(AA)には形成されないことがある。有効領域(AA)にカバー部分124が形成されないとカバー部分124の形成のためのコストを削減することができる。
図25及び図26においては、第2ベース部材122の上にドット形状を有するカバー部分124が位置したものを例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなくカバー部分124が第2ベース部材112の全領域に形成され得る。
前述したところに従った特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施の形態に含み、必ずしも一つの実施の形態のみに限定されるものではない。さらに、各実施の形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施の形態が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施の形態に対しても組み合わせ、または変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (19)

  1. 太陽電池と、
    前記太陽電池を密封するシール材と、
    前記シール材の上において前記太陽電池の一面上に位置する第1カバー部材と、
    前記シール材の上において前記太陽電池の他面上に位置する第2カバー部材と、
    を含み、
    前記第1カバー部材は、ベース部材と、前記ベース部材より低い光透過度を有し着色領域を構成する着色部と、を含み、
    前記着色部は、それぞれ酸化物セラミック組成物で構成され、互いに異なる色または互いに異なる光透過度を有する少なくとも二つの層を備え、
    前記着色部からの赤外線領域の光に対する前記着色部の平均光透過度は、可視光線領域の光に対する前記着色部の平均光透過度と同じまたは平均光透過度より大きく、
    前記着色部の前記酸化物セラミック組成物は、非晶質の状態のガラス構造を有する、太陽電池パネル。
  2. 前記着色部を構成する少なくとも二つの層は、前記ベース部材の上に位置する第1層と、前記第1層の上に位置する第2層と、を含み、
    前記第1層及び前記第2層は、気泡を含み、
    前記第1層に含まれた前記気泡の大きさは、前記第2層に含まれた前記気泡の大きさより小さい、または、前記第1層に含まれた前記気泡の総体積は、前記第2層に含まれた前記気泡の総体積より小さい、請求項1に記載の太陽電池パネル。
  3. 前記着色部は、互いに積層されて形成される、または、互いに隣りに形成される、地層及び着色層を含む、請求項1に記載の太陽電池パネル。
  4. 前記地層は、前記着色層より高い明度もしくは前記着色層よりも高い光透過度を有する、または、前記地層は、白色もしくは黄色の色を有する、もしくは、透明もしくは半透明である、請求項3に記載の太陽電池パネル。
  5. 前記太陽電池パネルは、複数の太陽電池を含み、
    前記地層または前記着色層の少なくとも一部は、少なくとも前記複数の太陽電池が位置しない非有効領域に位置する、請求項3に記載の太陽電池パネル。
  6. 前記地層は、前記着色層より前記太陽電池に近接して位置する、請求項3に記載の太陽電池パネル。
  7. 前記着色部は、互いに異なる色を有する複数の着色層を備える複数の着色部を含む、請求項1に記載の太陽電池パネル。
  8. 前記太陽電池パネルは、第1太陽電池及び第2太陽電池を含む複数の太陽電池を含み、
    前記複数の着色部は、前記第1太陽電池に対応する第1着色部及び前記第2太陽電池に対応する第2着色部を備え、
    前記第1太陽電池によって生成された電流の量と前記第2太陽電池によって生成された電流の量の差は、10%以内である、請求項7に記載の太陽電池パネル。
  9. 前記複数の着色部は、第1透過度を有する第1色を有する第1着色層を備える第1着色部と、前記第1透過度より低い第2透過度を有し、第1色とは異なる第2色を有する第2着色層を備える第2着色部と、を含み、
    前記第1着色部と前記第2着色部は、互いに異なる構造または互いに異なる厚さを有する、請求項7に記載の太陽電池パネル。
  10. 前記第1着色層の厚さよりも前記第2着色層の厚さがさらに薄い、請求項9に記載の太陽電池パネル。
  11. 前記第1着色部は、前記第1着色層と積層される第1地層をさらに備え、
    前記第2着色部は、前記第2着色層と積層される第2地層をさらに備え、
    前記第1地層及び前記第2地層は、色または厚さが互いに異なる、請求項9に記載の太陽電池パネル。
  12. 前記第1着色部は、前記第1着色層と積層される第1地層をさらに備え、
    前記第2着色部は、前記第2着色層と積層される第2地層をさらに備え、
    前記第1地層の厚さより前記第2地層の厚さがさらに薄い、請求項9に記載の太陽電池パネル。
  13. 前記第1地層の光透過度よりも前記第2地層の光透過度がさらに高い、請求項12に記載の太陽電池パネル。
  14. 前記第1着色部は、前記第1着色層と積層される第1地層をさらに備え、
    前記第2着色部は、前記第2着色層で構成され、地層を備えない、請求項9に記載の太陽電池パネル。
  15. 前記着色部は、互いに異なる色または互いに異なる光透過度を有する、少なくとも二つの着色層を備える着色ユニットで構成される、請求項1に記載の太陽電池パネル。
  16. 前記着色ユニットは、第1色で構成され、第1透過度を有する第1着色層と、前記第1色とは異なる第2色を有し、前記第1透過度より高い第2透過度を有する第2着色層と、を含む、請求項15に記載の太陽電池パネル。
  17. 前記第2着色層の面積は、前記第1着色層の面積と同じである、または、前記第1着色層の面積より大きい、請求項16に記載の太陽電池パネル。
  18. 前記着色ユニットは、第1色で構成される第1着色層と、前記第1色とは異なる第2色で構成される第2着色層と、前記第1色及び前記第2色より高い明度を有し、前記第1着色層及び前記第2着色層よりも高い透過度を有する地層と、を含む、請求項15に記載の太陽電池パネル。
  19. 前記第1カバー部材の一面に前記着色部が形成され、前記第1カバー部材の他の一面に光拡散部が形成される、請求項1に記載の太陽電池パネル。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200099786A (ko) * 2019-02-15 2020-08-25 엘지전자 주식회사 태양 전지 패널
EP4186102A1 (en) 2020-07-22 2023-05-31 Saint-Gobain Glass France Photovoltaic panel
WO2023063893A2 (en) * 2021-10-14 2023-04-20 National University Of Singapore A cover member for a photovoltaic device
CN115602747B (zh) * 2022-11-03 2023-07-04 新源劲吾(北京)科技有限公司 部分覆盖图案的光伏组件及其应用
CN115939258A (zh) * 2022-12-29 2023-04-07 新源劲吾(北京)科技有限公司 一种彩色前板的制备方法、彩色光伏组件及其制备方法
CN115954409A (zh) * 2022-12-30 2023-04-11 新源劲吾(北京)科技有限公司 一种彩色光伏组件的制造方法
CN116130536B (zh) * 2023-02-10 2024-10-08 天合光能股份有限公司 一种bipv玻璃及制造方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5870581A (ja) * 1981-10-21 1983-04-27 Sharp Corp 太陽電池装置
JP3270901B2 (ja) * 1992-07-25 2002-04-02 鐘淵化学工業株式会社 太陽電池モジュールパネル及びその製造方法
JP3482370B2 (ja) 1998-12-22 2003-12-22 株式会社日野樹脂 太陽電池モジュ−ル
JP3717369B2 (ja) 2000-04-21 2005-11-16 シャープ株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2003110128A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sharp Corp 薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法
US8319093B2 (en) * 2006-07-08 2012-11-27 Certainteed Corporation Photovoltaic module
US20120060434A1 (en) * 2010-09-13 2012-03-15 Certain Teed Corporation Photovoltaic modules
JP2012169581A (ja) 2011-01-28 2012-09-06 Sharp Corp 光発電装置、光発電システム、および車両
JP5714959B2 (ja) 2011-03-30 2015-05-07 リンテック株式会社 太陽電池用保護シートおよびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
JP5539299B2 (ja) * 2011-12-14 2014-07-02 パナソニック株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
US20150075615A1 (en) * 2012-01-13 2015-03-19 Keiwa Inc. Back sheet for solar battery module, production method of back sheet for solar battery module, and solar battery module
US9929286B2 (en) * 2012-09-25 2018-03-27 Kaneka Corporation Solar cell module with anti-glare film and method for manufacturing same, anti-glare film for solar cell modules and method for manufacturing same, and coating solution for forming anti-glare film
GB2507090A (en) 2012-10-18 2014-04-23 Sanders Associates Ltd LED lighting distribution unit
US10348239B2 (en) * 2013-05-02 2019-07-09 3M Innovative Properties Company Multi-layered solar cell device
CN105378510B (zh) 2013-07-05 2017-12-05 株式会社钟化 太阳能电池组件用防眩膜、带有防眩膜的太阳能电池组件及它们的制造方法
WO2015155356A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Solar photovoltaic module
KR102253620B1 (ko) * 2014-07-30 2021-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
CN105679912A (zh) 2014-11-21 2016-06-15 新能光电科技股份有限公司 彩色太阳能电池和含有所述电池的太阳能面板
CN104445993A (zh) 2014-11-25 2015-03-25 合肥嘉伟装饰工程有限责任公司 彩色自清洁玻璃
CN104860550A (zh) 2015-06-17 2015-08-26 肥西县三星玻璃有限公司 彩色自清洁玻璃
DE102016001628A1 (de) 2016-02-15 2017-08-17 Hochschule Luzern Technik & Architektur Farbiges Abdeckglas für Photovoltaikmodul
US20170345954A1 (en) 2016-05-31 2017-11-30 Solarcity Corporation Colored photovoltaic modules
CN109715398A (zh) 2016-08-05 2019-05-03 发明有限责任公司 改进的光伏板

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