特開 2024-137366 太陽電池複層ガラスおよびガラス窓

(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】P2024137366

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】太陽電池複層ガラスおよびガラス窓

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/048 20140101AFI20240927BHJP

   H02S 40/34 20140101ALI20240927BHJP

   E04F 13/08 20060101ALI20240927BHJP

   E06B 5/00 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 560

H02S40/34

E04F13/08 Z

E06B5/00 A

E06B5/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048861

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】石井 久史

【テーマコード（参考）】

2E110

2E239

5F251

【Ｆターム（参考）】

2E110AA04

2E110AB04

2E110AB22

2E239AA01

2E239AB00

2E239AB06

5F251AA01

5F251BA03

5F251FA04

5F251JA02

5F251JA03

5F251JA04

5F251JA09

5F251JA27

(57)【要約】

【課題】見込み寸法の増大を抑えた太陽電池複層ガラスを提供する。
【解決手段】一対のガラスパネル１２，１４間に中空層１８を設けた太陽電池複層ガラス１０は、一対のガラスパネル１２，１４の少なくとも一方の面上に設けられた第１透明導電膜層２６と、第１透明導電膜層２６上に設けられた太陽電池セル層２８と、太陽電池セル層２８上に設けられた第２透明導電膜層３０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のガラスパネル間に中空層を設けた太陽電池複層ガラスであって、
前記一対のガラスパネルの少なくとも一方の面上に設けられた第１透明導電膜層と、
前記第１透明導電膜層上に設けられた太陽電池セル層と、
前記太陽電池セル層上に設けられた第２透明導電膜層と、
を備える太陽電池複層ガラス。

【請求項2】

前記第１透明導電膜層、前記太陽電池セル層および前記第２透明導電膜層を覆うように設けられた封止層をさらに備える、請求項１に記載の太陽電池複層ガラス。

【請求項3】

前記封止層を覆うように設けられた保護層をさらに備える、請求項２に記載の太陽電池複層ガラス。

【請求項4】

前記一対のガラスパネルの周縁部を封着する封着材をさらに備え、
前記第１透明導電膜層および前記第２透明導電膜層の端部に、前記太陽電池セル層で生じた電流を外部に取り出すための取出電極が設けられ、
前記取出電極は、前記封着材を介して前記中空層の外部に引き出される、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池複層ガラス。

【請求項5】

前記封止層は、前記一対のガラスパネルの少なくとも一方の端部まで延在しており、
前記一対のガラスパネルの周縁部を、前記封止層の端部を介して封着する封着材をさらに備え、
前記第１透明導電膜層および前記第２透明導電膜層の端部に、前記太陽電池セル層で生じた電流を外部に取り出すための取出電極が設けられ、
前記取出電極は、前記封止層を介して前記中空層の外部に引き出される、請求項２または３に記載の太陽電池複層ガラス。

【請求項6】

請求項１に記載の太陽電池複層ガラスと、
前記太陽電池複層ガラスの外周端部を支持するフレームと、
を備えるガラス窓。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池セルを備えた複層ガラスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、一対のガラスパネル間に太陽電池セル層を設けた合わせガラスタイプの太陽電池ガラスが知られている。また、合わせガラスタイプの太陽電池ガラスとガラスパネルとの間に中空層を設けた合わせ複層ガラスタイプの太陽電池複層ガラスも知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－８５７５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、合わせ複層ガラスタイプの太陽電池複層ガラスは、見込み寸法が増大するという課題がある。見込み寸法が増大すると、フレームの開口部寸法や断面形状なども大きく変更する必要がある。また、重量が増し、重心位置のずれが生じるため、撓みや捩じれを抑制する上で、断面性能や断面二次モーメントおよび断面極二次モーメントを大きくする必要が出てくる。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、見込み寸法の増大を抑えた太陽電池複層ガラスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池複層ガラスは、一対のガラスパネル間に中空層を設けた太陽電池複層ガラスであって、一対のガラスパネルの少なくとも一方の面上に設けられた第１透明導電膜層と、第１透明導電膜層上に設けられた太陽電池セル層と、太陽電池セル層上に設けられた第２透明導電膜層と、を備える。

【0007】

本発明の別の態様は、上記の太陽電池複層ガラスと、太陽電池複層ガラスの外周端部を支持するフレームと、を備えるガラス窓である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る太陽電池複層ガラスを示す概略断面図である。

【図2】第２実施形態に係る太陽電池複層ガラスを示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。以下の構成は本開示を理解するための例示を目的とするものであり、本開示の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ定まる。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る太陽電池複層ガラス１０を示す概略断面図である。図１に示す太陽電池複層ガラス１０の外周端部は、フレーム（サッシ）により支持される。太陽電池複層ガラス１０とフレームとを備えるガラス窓は、建物の開口部に配置される。

【0011】

図１に示すように、太陽電池複層ガラス１０は、透光性を有する一対のガラスパネル１２，１４（以下適宜、室外側ガラスパネル１２、室内側ガラスパネル１４と呼ぶ）と、スペーサ１６とを備える。

【0012】

太陽電池複層ガラス１０は、一対のガラスパネル１２，１４の間にスペーサ１６によって中空層１８を設け、該中空層１８に乾燥空気を封入した複層ガラスとして構成されている。スペーサ１６内には中空層１８の空気を乾燥状態に保つ吸湿剤１７が入れられている。

【0013】

一対のガラスパネル１２，１４の周縁部は封着材によりシールされており、中空層１８は外部空気と流通がなく、密閉された状態となっている。封着材は、スペーサ１６と一対のガラスパネル１２，１４の間をシールする一次封着材２０と、スペーサ１６と一次封着材２０の外側に配置され、一対のガラスパネル１２，１４の間をシールする二次封着材２２とを含む。中空層１８には、Ｋｒ（クリプトン）やＡｒ（アルゴン）などの希ガスが封入されてよい。

【0014】

太陽電池複層ガラス１０においては、室外側ガラスパネル１２の内側面１２ａと室内側ガラスパネル１４の内側面１４ａとが対向している。また、室外側ガラスパネル１２の外側面１２ｂが建物の外部空間に面しており、室内側ガラスパネル１４の外側面１４ｂが室内空間に面している。

【0015】

太陽電池複層ガラス１０は、中空層１８内に太陽電池モジュール２４を備える。太陽電池モジュール２４は、室外側ガラスパネル１２の内側面１２ａ上に設けられている。

【0016】

太陽電池モジュール２４は、室外側ガラスパネル１２の内側面１２ａ上に設けられた第１透明導電膜層２６と、第１透明導電膜層２６上に設けられた太陽電池セル層２８と、太陽電池セル層２８上に設けられた第２透明導電膜層３０と、第１透明導電膜層２６、太陽電池セル層２８および第２透明導電膜層３０を覆うように設けられた封止層３２と、封止層３２を覆うように設けられた保護層３４と、を備える。これらの層は、室外側ガラスパネル１２の内側面１２ａ上で蒸着等の工程を行うことにより、形成することができる。

【0017】

第１透明導電膜層２６および第２透明導電膜層３０は、太陽電池セル層２８で生じた電力を取り出すためのものであり、太陽電池セル層２８を挟むように形成されている。第１透明導電膜層２６および太陽電池セル層２８は、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）で形成されてよい。

【0018】

太陽電池セル層２８は、複数の太陽電池セルが配列された層である。太陽電池セルは、光起電力効果を利用し、太陽光エネルギーを電力に変換するものである。太陽電池セル層２８では、複数の太陽電池セルが電気的に直列に接続され、必要な所定の電圧を得られるようになっている。また、複数の太陽電池セルが電気的に直列接続されたものを複数集めて並列接続することで、必要な電流が得られるようになっている。太陽電池セル層２８は、薄膜シリコンを用いたものであってよい。太陽電池セル層２８は、半透明であってもよいし、有色であってもよい。太陽電池セルは、片面受光タイプであってもいし、両面受光タイプであってもよい。

【0019】

封止層３２は、例えば、軽量且つ耐久性を有するエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ：Ethylen-Vinyl Acetate）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、アイオノマー、シリコーンなどを用いることができる。封止層３２の厚さは、１５０μｍ～３００μｍ程度であってよい。保護層３４は、例えばＥＴＦＥ（Ethylene Tetra Fluoro Ethylen）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などを用いて形成されてよい。保護層３４の厚さは、２５μｍ程度であってよい。

【0020】

中空層１８にＡｒガスやＫｒガスを封入することで、断熱性が向上し酸素が存在しなくなるので、第２透明導電膜層３０が露出したままでも酸化をある程度抑えることができるが、封止層３２および保護層３４を設けることで、より耐久性を向上することができる。

【0021】

第１透明導電膜層２６および第２透明導電膜層３０の端部には、太陽電池セル層２８で生じた電流を外部に取り出すための取出電極３６が設けられている。この取出電極３６は、一次封着材２０および二次封着材２２を介して、中空層１８の外部に引き出されている。引き出された取出電極３６は、太陽電池複層ガラス１０の上部に設けられた端子箱３８に引き込まれており、端子箱３８において配線ケーブル（図示せず）と接続される。なお、端子箱３８は、太陽電池複層ガラス１０の上部に限定されず、太陽電池複層ガラス１０の側部や下部に配置されてもよい。

【0022】

以上のように構成された太陽電池複層ガラス１０では、室外側ガラスパネル１２の内側面１２ａ上に太陽電池モジュール２４を設ける構成としていることから、従来の合わせ複層ガラスタイプの太陽電池複層ガラスと比較して、見込み寸法の増大を大幅に抑えることができるとともに、大幅な軽量化を図ることができる。太陽電池モジュール２４の厚さによるが、通常の複層ガラスとほぼ同じ見込み寸法とすることも可能である。また、通常の複層ガラスと比較して重心位置が大きく変わることもないので、断面性能や断面二次モーメントおよび断面極二次モーメントを大きくする必要もない。

【0023】

図１に示す実施形態では、室外側ガラスパネル１２の内側面１２ａに太陽電池モジュール２４を設けたが、太陽電池モジュール２４を設ける面はこれに限定されず、室外側ガラスパネル１２の外側面１２ｂ、室内側ガラスパネル１４の内側面１４ａ、室内側ガラスパネル１４の外側面１４ｂに設けてもよい。また、二面以上に設けられてもよい。

【0024】

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る太陽電池複層ガラス４０を示す概略断面図である。第２実施形態に係る太陽電池複層ガラス４０は、ガラスパネルの周縁部の封止処理が第１実施形態に係る太陽電池複層ガラス１０と異なる。

【0025】

図２に示すように、太陽電池複層ガラス４０では、封止層３２および保護層３４が室外側ガラスパネル１２の端部まで延在している。そして、一対のガラスパネル１２，１４の周縁部は、一次封着材２０および二次封着材２２により、封止層３２および保護層３４の端部を介して封着されている。つまり、室外側ガラスパネル１２上の保護層３４と、室内側ガラスパネル１４の内側面１４ａとの間に封着材が設けられている。

【0026】

第１透明導電膜層２６および第２透明導電膜層３０の端部に、太陽電池セル層２８で生じた電流を外部に取り出すための取出電極３６が設けられている。第２実施形態に係る太陽電池複層ガラス４０では、取出電極３６は、封止層３２を介して中空層１８の外部に引き出されている。引き出された取出電極３６は、太陽電池複層ガラス１０の上部に設けられた端子箱３８に引き込まれており、端子箱３８において配線ケーブル（図示せず）と接続される。なお、端子箱３８は、太陽電池複層ガラス１０の上部に限定されず、太陽電池複層ガラス１０の側部や下部に配置されてもよい。

【0027】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

【符号の説明】

【0028】

１０、４０ 太陽電池複層ガラス、 １２ 室外側ガラスパネル、 １４ 室内側ガラスパネル、 １８ 中空層、 ２０ 一次封着材、 ２２ 二次封着材、 ２４ 太陽電池モジュール、 ２６ 第１透明導電膜層、 ２８ 太陽電池セル層、 ３０ 第２透明導電膜層、 ３２ 封止層、 ３４ 保護層、 ３６ 取出電極、 ３８ 端子箱。

【図1】

【図2】