特開 2023-22804 発色太陽モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023022804

(43)【公開日】2023-02-15

(54)【発明の名称】発色太陽モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/048 20140101AFI20230208BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 560

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022045384

(22)【出願日】2022-03-22

(31)【優先権主張番号】110128530

(32)【優先日】2021-08-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(31)【優先権主張番号】111102620

(32)【優先日】2022-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】517348215

【氏名又は名称】海力雅集成股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001070

【氏名又は名称】弁理士法人エスエス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】黄 庭輝

【テーマコード（参考）】

5F151

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F151AA02

5F151AA03

5F151JA02

5F151JA03

5F151JA04

5F151JA05

5F151JA09

5F151JA27

5F251AA02

5F251AA03

5F251JA02

5F251JA03

5F251JA04

5F251JA05

5F251JA09

5F251JA27

(57)【要約】

【課題】発色太陽モジュールを提供する。
【解決手段】封止層に少なくとも１つの太陽電池が埋め込まれ、該封止層の上に透光板が配置され、該透光板は石英を含有する単一のコーティングを有し、該透光板は該コーティングで該封止層に結合されることで、該コーティングのデザインにより所望のカラーライトが反射される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向する第１の表面と第２の表面を有する封止層と、
該封止層に埋設された少なくとも１つの太陽電池と、
石英を含有する単一のコーティングを有する透光板と、
を備え、
該透光板は該コーティングで該封止層の第１の表面に結合されることを特徴とする発色太陽モジュール。

【請求項2】

該コーティングは、アルカリ金属族、アルカリ土類族、ボロン族元素の酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩の一種または複数種からなる不純物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【請求項3】

該コーティングの厚さは０．１～５０ミクロンであることを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【請求項4】

該透光板の屈折率は、該透光板と該少なくとも１つの太陽電池との間に形成された該封止層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【請求項5】

該コーティングは、全面厚さが均一の構造またはエリア毎に厚さが異なる構造であることを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【請求項6】

該少なくとも１つの太陽電池は、シリコン結晶太陽電池シートまたは薄膜太陽電池シートであることを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【請求項7】

該封止層の第２の表面にはカバープレートが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【請求項8】

該コーティングの本質の色は、無色かつ透明であることを特徴とする請求項１に記載の発色太陽モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽モジュールに関し、特にビルディング統合太陽光発電システム（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＢＩＰＶ））に用いられる発色太陽モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

地球温暖化がますます進んでいる中、世界各国はエネルギー消費量を減らすための省エネルギー化と炭素の削減をより重視している。現在のところ、建物のエネルギー消費量は総エネルギー消費量の４０％以上を占めているため、気候変動と地球温暖化との緩和については、建物のエネルギー消費量を削減することが特に重要となっている。

【0003】

建物のエネルギー消費量を削減する課題にあたって、多くの先進国は、例えば近ゼロエネルギービル（Ｎｅａｒ Ｚｅｒｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）（以下、ＮＥＺＥＢという）またはゼロエネルギービル（Ｚｅｒｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）（以下、ＺＥＢという）などの政策目標を提案している。その中で、ビルディング統合太陽光発電システムの応用は、近ゼロエネルギー建築の目標を達成するための重要な方法となる。

【0004】

しかしながら、高層ビル（例えば４階建て以上）の建物は、エネルギーの需要が高く、屋上の限られた面積に太陽光発電パネルを設けるだけでは近ゼロエネルギー消費またはゼロエネルギー消費を達成することができない。従って、上記のエネルギー需要の不足を補うために、建物の壁面をソーラーウォールとして統合する必要がある。また、カラービルディング統合太陽光発電システム（Ｃｏｌｏｒ ＢＩＰＶ）は、近ゼロエネルギー消費建物の目標を達成するのみならず、従来の太陽エネルギーでは実現できない建物の外壁の美観性を付与することができる。

【0005】

太陽パネルを建物の外壁に結合する際に建物の美化効果を持たせるようにするための解決策として、太陽パネルにカラーパターンを備わせることにより、カラフルな太陽エネルギー統合建物を形成する。こうすることにより、近ゼロエネルギー消費建物の目標を達成することができ、従来の太陽パネルが建物の外壁に美観性を付与できないという欠点を補うことができる。

【0006】

現在よく使用されているカラー太陽モジュールの発色技術は、電池セル（ＣＥＬＬ）発色、カバープレートガラス（内面または外面）における有色顔料または釉薬による発色、封止ゴム材料（ポリビニルブチヤール（ＰＶＢ））またはエチレン－酢酸ビニルコポリマー（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ（ＥＶＡ））発色、及びカバープレートガラス（内面）に光学干渉多層フィルムが蒸着されてなるものの４つの技術があり、これらにより発色効果を実現する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】台湾特許第Ｉ４０９９６２号

【特許文献2】欧州公開特許第２１５４７２７Ａ２号

【特許文献3】米国公開特許第２０１００３７９４８Ａ１号

【特許文献4】台湾特許第Ｉ６３１７１８号

【特許文献5】リトアニア公開特許第２８９７７９５Ｔ号

【特許文献6】中国特許第１０４７３６３３８Ｂ号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ただし、現在のカラービルディング統合太陽光発電システム（Ｃｏｌｏｒ ＢＩＰＶ）は、美観性、製造コスト及び光電変換率の３つが共存できない課題に直面しているため、普及化することができない。例えば、既存のカラー太陽モジュール発色の量産技術には、下記の課題がある。

【0009】

従来技術１：ポリシリコン太陽エネルギーチップに主に使用されている太陽電池チップ発色は、例えば台湾特許第４０９９６２号（特許文献１）、欧州公開特許第２１５４７２７Ａ２号（特許文献２）または米国公開特許第２０１００３７９４８Ａ１号（特許文献３）等に記載されているように、製造が簡単で製造コストが低い従来の太陽モジュール製造工程を採用している。しかしながら、この技術は、ポリシリコン太陽電池シートの仕様にのみ適用することができ、その発電効率は単結晶シリコン太陽電池シートよりも低く、また色変化も制限されているため、製造された太陽モジュールが格子状レイアウトの態様に制限され、美観性のニーズを満たすことができない。

【0010】

従来技術２：カラー太陽モジュールの前カバープレートとして採用する有色ガラスは、製造が簡単で製造コストが低いが、有色ガラスでは強化作業後でも構造強度が不十分な課題があり、また、透過率が低いため、光電変換効率が悪く、美観性も良くない。

【0011】

従来技術３：太陽モジュールの封止ゴム材を発色させ、例えばＥＶＡまたはＰＶＢ材料に発色の目的のために塗装し、建築分野の発色接着剤とガラスとの結合という成熟技術が採用されているため、製造が容易で製造コストが低いが、着色型封止ゴム材の透過率が低いため、光電変換効率が悪く、美観性も良くない。

【0012】

従来技術４：台湾特許第Ｉ６３１７１８号（特許文献４）に記載のように、太陽モジュールの前カバープレート（ガラス）の外側または内側に釉薬または顔料が塗布され、色変化の選択性が高く、様々なグラフィックを配置することができ、美観性を高めることができるが、釉薬によって形成された色層または色斑の密度が高い場合は、色層または色斑の色からなる波長の光を反射するほか、その他の波長の光が太陽モジュールに入ることを遮断するため、太陽モジュールの変換効率に影響する。

【0013】

従来技術５：カラーライト反射を生成するための多層フィルム干渉（Ｍｕｌｔｉ－Ｌａｙｅｒ Iｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）は、プラズマスパッタリング（Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）技術によってガラス上に金属酸化膜または金属膜を蒸着させて光学的干渉効果を形成しカラーライトを反射させることにより、太陽モジュール発色の効果を達成することができる。例えばリトアニア公開特許第２８９７７９５Ｔ号（特許文献５）または中国特許第１０４７３６３３８Ｂ号（特許文献６）に記載のように、発色効果の達成のために特定の有色光のみを太陽モジュールから反射させ、その他の入射光は、依然として太陽モジュール内の太陽電池チップによって吸収されるため、変換効率は従来技術１～従来技術４よりも高い。しかしながら、この方法において、多層膜蒸着工程は大型の真空スパッタリング機を使用する必要があり、従来技術１～従来技術４よりも機器コストや製造コストがはるかに高く、しかも、単一の太陽モジュールには一つの色しか使用できず、その上に模様を設計することもできず、美観性は大きく制限されている。

【0014】

上記のように、前記５つの従来のカラー太陽モジュールの生産技術及びその他現在のカラービルディング統合太陽光発電システム（Ｃｏｌｏｒ ＢＩＰＶ）は、いずれも美観性、高光電変換効率、低製造コスト等のニーズを同時に満たすことができない。

【0015】

従って、美観性、高光電変換効率、低製造コスト等のニーズを同時に満足できる太陽モジュールの技術を提供することは、現在解決すべき重要な課題となっている。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記の課題に鑑み、本発明に係る発色太陽モジュール（Ｃｏｌｏｒｄ Ｓｏｌａｒ Ｍｏｄｕｌｅ）は、対向する第１の表面と第２の表面を有する封止層と、該封止層に埋設された少なくとも１つの太陽電池と、石英を含有する単一のコーティングを有する透光板と、を備え、該透光板は該コーティングで該封止層の第１の表面に結合される。

【0017】

前記発色太陽モジュールにおいて、該コーティングは、アルカリ金属族、アルカリ土類族、ボロン族元素の酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩の一種または複数種からなる不純物をさらに含む。

【0018】

前記発色太陽モジュールにおいて、該コーティングの厚さは０．１～５０ミクロンである。

【0019】

前記発色太陽モジュールにおいて、該コーティングの屈折率は前記透光板の屈折率および前記封止層の屈折率のいずれよりも大きい。

【0020】

前記発色太陽モジュールにおいて、該コーティングの屈折率は前記透光板の屈折率および前記封止層の屈折率のいずれよりも小さい。

【0021】

前記発色太陽モジュールにおいて、該透光板の屈折率は、該透光板と該少なくとも１つの太陽電池との間に形成された該封止層の屈折率よりも大きい。

【0022】

前記発色太陽モジュールにおいて、該コーティングは、全面厚さが均一の構造またはエリア毎に厚さが異なる構造である。

【0023】

前記発色太陽モジュールにおいて、該少なくとも１つの太陽電池は、シリコン結晶太陽電池シートまたは薄膜太陽電池シートである。

【0024】

前記発色太陽モジュールにおいて、該封止層の第２の表面にはカバープレートが配置されている。

【0025】

前記発色太陽モジュールにおいて、該コーティングの本質の色は、無色かつ透明である。

【発明の効果】

【0026】

上記のように、本発明に係る発色太陽モジュールは、主に透光板が石英を含有する単一のコーティングを有して、入射光に破壊的干渉効果（Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）を生じさせ、対応するカラーライトを反射することにより、異なる色または模様を生成する効果を奏するため、従来の技術と比較すると、本発明をカラービルディング統合太陽光発電システム（Ｃｏｌｏｒ ＢＩＰＶ）へ適用する場合は、美観性、高光電変換効率、低製造コスト等のニーズを同時に満足することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、本発明に係る発色太陽モジュールの第１の実施例の断面側面模式図である。

【図2】図２は、本発明に係る発色太陽モジュールの第２の実施例の断面側面模式図である。

【図3】図３は、本発明に係る発色太陽モジュールの第３の実施例の断面側面模式図である。

【図4】図４は、本発明に係る発色太陽モジュールの第４の実施例の断面側面模式図である。

【図5】図５は、本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第１の実施例の模式図である。

【図6】図６は、本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第１の実施例の模式図である。

【図7】図７は、本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第１の実施例の模式図である。

【図8】図８は、本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第１の実施例の模式図である。

【図9】図９は、図５の他の実施態様模式図である。

【図10】図１０は、本発明に係る発色太陽モジュールにおける透光前カバープレート、石英コーティング及び封止層の屈折模式図である。

【図11】図１１は、本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第２の実施例の模式図である。

【図12】図１２は、本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第２の実施例の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

下記において特定の具体的な実施形態により本発明の技術内容を説明する。本明細書に記載の内容により、この技術分野に精通した者なら簡単に本発明の利点や効果が理解できる。しかしながら、本発明は、その他の異なる具体的な実施形態によって施行や応用することが可能である。

【0029】

図１は本発明に係る発色太陽モジュール１の第１の実施例の断面側面模式図である。図１に示すように、発色太陽モジュール１は結晶系シリコンダブルガラス（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｏｕｂｌｅ Ｇｌａｓｓ）の形式であり、封止層１５と、封止層１５内に埋設された少なくとも１つの太陽電池１６（以下、互いに直列に接続された複数の太陽電池１６を例にする）と、封止層１５に結合された透光板１２と、を備え、透光板１２にはコーティング１４が形成されており、コーティング１４を介して封止層１５に結合される。

【0030】

封止層１５は、密封フィルム（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍ）であり、対向する第１の表面１５ａと第２の表面１５ｂとを有し、第２の表面１５ｂの上にはカバープレート１７が配置され、カバープレート１７の上には太陽電池１６に電気的に接続され給電を行うジャンクションボックス（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｏｘ）１８が配置されている。

【0031】

この実施例において、封止層１５は、エチレン－酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）またはポリビニルブチヤール（ＰＶＢ）からなり、カバープレート１７は、発色太陽モジュール１の支持効果を強化可能な透光ガラス板である。

【0032】

太陽電池１６は、対向する受光面と非受光面を有しており、受光面が封止層１５の第１の表面１５ａに面するようにしている。

【0033】

透光板１２は、ガラス材質を含み、前プレートまたは積層板（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｐｌａｔｅ）として用いられ、その内側表面、即ち封止層に接触するガラス表面上にコーティング１４が形成されている。

【0034】

コーティング１４は石英を含有し、封止層１５の第１の表面１５ａを被覆している。

【0035】

この実施例において、コーティング１４は、アルカリ金属族、アルカリ土類族、ボロン族、若しくは前記の２つまたは３つが混合された不純物と石英とが混合されてなり、コーティング１４は、不純物混合された（Ｉｍｐｕｒｉｔｙ Ｍｉｘｅｄ）本質無色の単層石英コーティング（Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｑｕａｒｔｚ Ｃｏａｔｉｎｇ）構造であり、その厚さｔが０．１ミクロン～５０ミクロンであり、その屈折率は、透光板１２（ガラスの屈折率は１．５５であり、太陽ウルトラクリアガラス（Ｓｏｌａｒ Ｕｌｔｒａ－Ｃｌｅａｒ Ｇｌａｓｓ）の屈折率は約１．５１～１．５２である）の屈折率、封止層１５（ＥＶＡの屈折率は約１．４９～１．５０であり、ＰＶＢの屈折率は約１．４８～１．４９である）の屈折率のいずれよりも大きい。
または、コーティング１４の屈折率は、透光板１２の屈折率および封止層１５の屈折率のいずれよりも小さい。透光板１２の屈折率は、封止層１５の、透光板１２と少なくとも１つの太陽電池１６との間にある部分（図１に示す破線と第１の表面１５ａとの間の部分）の屈折率よりも大きい。

【0036】

図２は本発明に係る発色太陽モジュール１の第２の実施例の断面側面模式図である。この実施例は、太陽モジュールの態様で第１の実施例と異なっており、以下、同一部分の説明を省略する。

【0037】

図２に示すように、発色太陽モジュール１は、結晶系シリコンガラスバックシート（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｇｌａｓｓ／Ｂａｃｋ－Ｓｈｅｅｔ）の態様であり、そのカバープレート１７は、バックシート（Ｂａｃｋ Ｓｈｅｅｔ）構造であるため、透光板１２、封止層１５及びカバープレート１７を支持するためのアルミフレーム１９（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｆｒａｍｅ）を配置することができ、接着剤１９０により、透光板１２、封止層１５及びカバープレート１７が固着される。

【0038】

図３は本発明に係る発色太陽モジュール１の第３の実施例の断面側面模式図である。この実施例は、太陽モジュールの態様で第２の実施例と異なっており、以下、同一部分の説明を省略する。

【0039】

図３に示すように、発色太陽モジュール１は、標準型薄膜ダブルガラス（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｏｕｂｌｅ）の態様であり、その太陽電池１６は薄膜型であり、ガラス基板形式のカバープレート１７に結合され、フレーム１９が透光板１２とカバープレート１７との間に架設されている。

【0040】

図４は本発明に係る発色太陽モジュール１の第４の実施例の断面側面模式図である。この実施例は、太陽モジュールの態様で第３の実施例と異なっているため、以下、同一部分の説明を省略する。

【0041】

図４に示すように、発色太陽モジュール１はフル埋め込み型薄膜（Ｆｕｌｌｙ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ）の態様であり、その太陽電池１６は薄膜型であり、太陽電池１６は封止層１５に埋設された基板１６０に結合され、カバープレート１７は透光ガラス板である。

【0042】

図５～図８は本発明に係る発色太陽モジュールの製造方法の第１の実施例の模式図である。

【0043】

まず、石英、及び少なくとも本質が無色または白色の不純物化合物を粉末に研磨して均一的に混合する。その粉末中の８５％以上の粒子の径は、１ミクロンよりも小さい（通常０．１ミクロン～１ミクロン）。そのうち、白色鉱物粉末によってコーティング１４の透明度は少し低下するが、発色とはならないため、コーティング１４は本質が無色かつ透明の状態となっている。石英に良く使われる不純物化合物の種類は下記の表１に記載の通りである。

【表1】

【0044】

石英の成分は二酸化シリコンであり、主に、コーティング１４において主にその他の不純物化合物材料を支持や固定し、溶融され冷却された後、ガラス表面に固着するためのものとして機能している。

【0045】

混合された不純物化合物種類は、アルカリ金属族、アルカリ土類族、ボロン族、または前記アルカリ金属族、アルカリ土類族、ボロン族が比例に応じて混合されてなる材質であってもよい。

【0046】

アルカリ金属族（ＣＡＳ ＩＡ）の酸化物または炭酸塩は、石英粉末の溶剤として、石英粉末の融点を大幅に低下させる。

【0047】

アルカリ土類族（ＣＡＳ ＩＩＡ）の酸化物または炭酸塩は、コーティング１４の屈折率を大幅に高めるものとして機能している。そのうち、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムの酸化物と炭酸塩は、さらに、コーティング１４を安定させ、コーティング１４の強度を高める効果がある。

【0048】

アルカリ金属族（ＣＡＳ ＩＡ）、アルカリ土類族（ＣＡＳ ＩＩＡ）のアルミノケイ酸塩は、コーティング１４の屈折率を効果的に高めるものとして機能している。

【0049】

酸化ボロン及び硼砂は、石英融点を大幅に低下させる溶剤として使用可能であるほか、コーティング１４を安定且つ強化させる効果がある。

【0050】

ここで注意すべき点は、コーティング１４に必要な屈折率及び融点に基づいて、石英粉末と上記の化合物粉末不純物を適切な比例に応じて均一に混合することができる。従って、コーティング１４の石英と不純物の材質混合方法については何ら限定されるものではない。

【0051】

次に、図５に示すように、不純物混合された石英粉末を液体塗料１１として作成する。

【0052】

この実施例において、不純物混合された石英粉末に溶剤が混合された場合、２種の溶剤、例えば４０重量％以下のアルコール水溶液、または極性を有するＤＥＦ（Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、Ｃ５Ｈ１１ＮＯ）溶剤を採用することができる。例えば、不純物混合された石英粉末とアルコール水溶液とをアルコール溶剤重量％が４０％を超えないように均一に混合させるとともに、溶液固体含有量の重量％が３５％以下であるように制御する。

【0053】

次に、図５に示すように、液体塗料１１を貯蔵槽２０に入れ、液体塗料１１を透光板１２の表面に塗布することにより表層流体１３を形成する。

【0054】

この実施例において、液体塗料１１の塗布方法は、超音波高圧機器２により液体塗料１１を透光板１２の表面に被覆するようにスプレイ（Ｓｐｒａｙｉｎｇ）する。例えば、超音波高圧機器２は、超音波高圧ノズル（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｈｉｇｈ－Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｎｏｚｚｌｅ）２１と、貯蔵槽２０と超音波高圧ノズル２１とに連通する通路２２と、超音波高圧ノズル２１に連通する気体注入口２３と、超音波高圧ノズル２１に対応して配置された超音波ニードルバルブ部材２４とを含む。

【0055】

使用時には、超音波高圧機器２が通路２２を通じて液体塗料１１を導入し、気体注入口２３を通じて窒素高圧補助気体を導入し、さらに超音波ニードルバルブ部材２４により液体塗料１１を超音波高圧ノズル２１に送り込むことで、超音波高圧ノズル２１により表層流体１３を透光板１２の表面に均一に吹き込む。その後、１２０℃の温度で乾燥させ、ガラス強化オーブン（Ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ Ｏｖｅｎ）内に搬入し、太陽ウルトラクリアガラスの軟化温度（約７１０℃。一般の建物ガラス軟化温度は約６５０℃～７００℃であり、実際に必要な温度は使用されるガラスの軟化点に応じて決められる）よりも低い６８０℃以下の温度で加熱する。
図６に示すように、石英粉末が十分溶融された後、高温強化オーブンから移出され、冷空気噴出気流（Ｃｏｏｌ Ａｉｒ Ｊｅｔ）で冷却されることで、表層流体１３が硬化され、コーティング１４になって、ガラス表面に結合される。従って、製造工程において、塗料１１は透光板１２とともにベーキング可能であり、透光板１２が熔解することはない。

【0056】

さらに、他の実施例において、超音波高圧機器２は、模様を有する太陽モジュールにも適用することができる。図９に示すように、塗料１１をスプレイする前に、透光板１２にパターニングスプレイマスク（Ｓｐｒａｙｉｎｇ Ｍａｓｋ）２５が設置されることで、塗料１１がスプレイされた後、透光板１２の表面にパターニングスプレイマスク２５に対応するパターニング表層流体１３ａが形成され、その後に形成されたコーティングは模様状、局所スプレイ状となる。さらに、図９の破線に示すように、複数回スプレイすることにより、コーティングを異なる領域に異なる厚さ及び／または色を有するようにして、立体（３Ｄ）の模様を表現し、発色太陽モジュールの美観性を高めることができる。

【0057】

図７に示すように、コーティング１４を被覆するように透光板１２に封止材１５０（即ち封止層１５の図１に示す破線と第１の表面１５ａとの間の部分）を形成する。次に、複数の太陽電池１６を封止材１５０に埋め込む。

【0058】

図８に示すように、カバープレート１７により他の封止材を透光板１２の封止材に圧着することで封止層１５を形成する。その後、ジャンクションボックスを配置することで、発色太陽モジュール１を完成する。

【0059】

従って、本発明に係る発色太陽モジュール１は、コーティング１４のデザインにより所要の光屈折経路を生成することができる。図１０に示すように、太陽光が透光板１２に入射して太陽電池１６に到達する前に、入射光線Ｌの入射経路は透光板１２、コーティング１４、および封止層１５をその順に経過する。コーティング１４の屈折率が透光板１２の屈折率および封止層１５の屈折率のいずれよりも大きいと、入射光線Ｌは光疏媒質（透光板１２）を介して光密媒質（コーティング１４）に入り、さらに光密媒質（コーティング１４）を介して他の光疏媒質（封止層１５）に入る。コーティング１４の屈折率が透光板１２の屈折率および封止層１５の屈折率のいずれよりも小さいと、入射光線Ｌは光密媒質（透光板１２）を介して光疏媒質（コーティング１４）に入り、さらに光疏媒質（コーティング１４）を介して他の光密媒質（封止層１５）に入る。光密媒質の石英コーティング１４の屈折率をｎｑ、厚さをｔ、入射光のカラーライト波長をλとすると、２ｎｑｔ＝（ｉ＋１／２）λの光学干渉条件が満足される場合（そのうち、ｉは正整数、例えば１、２、３、・・・）、入射光線Ｌに破壊的干渉効果（Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）が生じるので、入射光線Ｌにおけるカラーライト波長λは、発色太陽モジュール１の透光板１２から反射され、発色太陽モジュール１は反射されたカラーライトの色を呈し、発色効果（Ｃｏｌｏｒｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）を奏することができる。

【0060】

例えば、緑色外観の発色太陽モジュール１を形成しようとする場合、波長５３２ｎｍの緑光を例にする。コーティング１４の屈折率は、不純物混合により、１．６５に調整される。整数ｉを２０、コーティング１４の厚さｔを約３．３１ミクロンとすると、発色太陽モジュール１は太陽光下での外観が緑色となる。若しくは、コーティング１４の屈折率は、不純物混合により、１．４６に調整され、すなわち、コーティング１４の屈折率は１．４６であると、透光板１２の屈折率（１．５１～１．５５）および封止層１５の屈折率（１．４８～１．５０）のいずれよりも小さく、そして、整数ｉを２０、コーティング１４の厚さｔを約４．６３ミクロンとすると、発色太陽モジュール１が太陽光下である場合、透光板１２は波長６６０ｎｍの光を反射するため、発色太陽モジュール１の外観は赤色となる。

【0061】

従って、不純物混合された石英材からなるコーティング１４は本質が無色であるが、コーティング１４の厚さｔがカラーライト波長λの整数倍プラス２分の１の波長に調整された場合、発色太陽モジュール１の透光板１２は、破壊的干渉効果によりカラーライト光が反射されるため、発色効果を呈する。従って、単層の石英を含有するコーティング１４によりその屈折率を制御しかつ異なるエリアに対応する厚さｔを形成することにより、異なる色を放出したり模様を形成したりする効果を達成することができる。

【0062】

図１１～図１２は、本発明に係る発色太陽モジュール１の製造方法の第２の実施例の模式図である。この実施例は、異なる混合液が採用される点で第１の実施例と異なっているため、以下、同一部分の説明を省略する。

【0063】

まず、不純物混合された石英粉末を極性ＤＥＦ（Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、Ｃ５Ｈ１１ＮＯ）溶剤と混合することで、溶液状態塗料１１ａを形成し、この溶液中の石英含有量の重量％が４０％以下となるように制御して、貯蔵槽３０に入れる。

【0064】

次に、図１１に示すように、溶液状態塗料１１ａが均一に混合された後、供液ポンプ３３により塗料１１ａをスリット塗布機（Ｓｌｉｔ Ｃｏａｔｅｒ）３に注入するとともに、透光板１２をプログラマブル速度制御可能な移動ステージ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｓｔａｇｅ）３１に載置する。スリット塗布機３のスリットノズル（Ｓｌｉｔ Ｎｏｚｚｌｅ）３４が透光板１２の表面に対して約１０～数１０ミクロン（ガラスに接触せず）になるように近接する場合、スリットノズル３４と移動ステージ３１との相対的な移動により、塗料１１ａはパイプ３２を経由してスリットノズル３４から噴出され、透光板１２に均一に塗布される。その後、ベーキングと冷却により、塗料１１ａがコーティング１４として形成される。

【0065】

この実施例において、スリットノズル３４と透光板１２との間のピッチｈ及び相対移動速度（例えば図１２に示す移動ステージ３１の移動方向Ｆ）により、表層流体１３の厚さ、即ちコーティング１４の厚さｔ（図１）が制御される。従って、ピッチｈが大きければ及び／または相対移動速度が遅ければ、コーティング１４の厚さｔが厚くなり、逆の場合は薄くなる。

【0066】

従って、この実施例の製造方法は、単色または大寸法の発色太陽モジュール１のスペックに適用するため、大面積塗布作業を高速に行うのみならず、塗料１１ａの浪費を削減することができ、製造コストの低下を達成することができる。これに対して、第１の実施例の製造方法はアルコールを溶剤とし、高圧ノズルで塗布するため、透光板１２から容易に噴出され、浪費してしまうことがある。

【0067】

上記のように、本発明に係る発色太陽モジュール１は、主にコーティング１４のデザインにより下記の技術的効果を奏することができる。

【0068】

第一：透光板１２の内側に石英を含有する光学干渉のコーティング１４が形成され、コーティング１４の厚さｔを制御することで光学干渉の効果を達成し、さらに対応するカラーライトを発色太陽モジュール１の外部環境に反射させることにより、発色効果を奏することができる。さらに、発色太陽モジュール１が発色する場合、一部のカラーライトが反射され、その他の光が依然としてコーティング１４を通過可能であるため、発色太陽モジュール１は高光電変換効率を維持することができる。

【0069】

第二：単一コーティング１４の厚さｔ及び／または屈折率の調整により、透光板１２に複数の色を生成するのみならず、コーティング１４の形成時に同時に模様を作成できるため、美観性が制限されることはなく、美観性が向上する。

【0070】

第三：本発明に係る発色太陽モジュール１は、大気環境に設置された超音波高圧機器２またはスリット塗布機３だけでコーティング１４を生成できるため、真空スパッタリング機器等の大型真空機器を使用する必要がなく、製造コストの低下を達成することができる。

【0071】

上記実施例は本発明の原理及びその効果を例示的に説明するに過ぎず、本発明を限定するためのものではなく、所属する技術分野において通常知識を有する者により本発明の主旨を逸脱しない範囲でそれらの実施態様に対して種々に修正や変更を施すことが可能である。従って、本発明の権利保護範囲は、後述の特許請求の範囲の通りである。

【符号の説明】

【0072】

１ 発色太陽モジュール
２ 超音波高圧機器
３ スリット塗布機
１１ 塗料
１１ａ 塗料
１２ 透光板
１３ 表層流体
１３ａ 表層流体
１４ コーティング
１５ 封止層
１５ａ 第１の表面
１５ｂ 第２の表面
１６ 太陽電池
１７ カバープレート
１８ ジャンクションボックス
１９ フレーム
２０ 貯蔵槽
２１ 超音波高圧ノズル
２２ 通路
２３ 気体注入口
２４ 超音波ニードルバルブ部材
２５ パターニングスプレイマスク
３０ 貯蔵槽
３１ 移動ステージ
３２ パイプ
３３ 供液ポンプ
３４ スリットノズル
１５０ 封止材
１６０ 基板
１９０ 接着剤
Ｆ 移動方向
ｈ ピッチ
Ｌ 入射光線
ｔ 厚さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】