聚光膜、太阳能电池组件以及转印模制造技术

本发明专利技术的目的在于提供能够高效率地对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光的聚光膜、具备上述聚光膜的太阳能电池组件、以及用于制造上述聚光膜的转印模(铸模)。本发明专利技术的聚光膜的特征在于，其在至少一侧表面具有微细凹凸的重复结构，凹凸高度(H)为0.05μm～15μm、凹凸周期(P)为0.05μm～50μm，该聚光膜对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚光膜、太阳能电池组件以及转印模
本专利技术涉及聚光膜、太阳能电池组件以及转印模。
技术介绍
近年来，为了应对逐渐显著的能源问题和地球环境问题，太阳能发电的重要性逐渐增强，太阳能发电的应用扩大和能量供给技术的开发正在积极进行。从经济性的方面出发，太阳能发电的目标在于实现与通用电力相同的发电成本，因而要求开发出能够降低组件制造成本且发电效率高的太阳能电池。作为用于提高发电效率的方法，人们考虑提高在太阳能电池中的聚光效率的方法。以往，作为用于聚光的光学部件，可以举出(1)透镜(球面、非球面型)、(2)凹面镜、(3)平面膜等。作为平面膜，已进行了菲涅耳透镜等光学部件的开发(例如，参见专利文献1。)。但是，现有的平面膜无法以高效率会聚相对于平面膜的面内方向呈小角度入射的光，因此在用作太阳能电池用的聚光膜时，为了效率良好地进行发电，需要制成使太阳能电池单元的方向追踪太阳光的照射方向的所谓追踪型太阳能电池。追踪型太阳能电池是对聚光元件进行控制以使其总是朝向太阳方向的系统，因此系统整体的结构复杂，成本和设备方面存在问题。另外，作为平面膜，还已知有使用全息图的光学元件。例如可以举出在感光性材料上经激光干涉来固定全息衍射图案而制作的全息图。这样的全息衍射图案的形成使用了下述方法：在重铬酸明胶等感光性材料面记录参考光(激光等)和物体光的干涉条纹，通过光学方式在记录面定影物体光的复数振幅的信息。另一方面，还提出了通过利用计算机计算衍射图案而形成的计算机全息图(CGH：ComputerGeneratedHologram)，而不是在感光性材料上经激光干涉来固定而得到的全息衍射图案。专利文献2公开了一种光分路器，其具有：至少一个第一光学系统、全息元件和两个以上的第二光学系统，该全息元件形成有将由第一光学系统以辐射状发射的光分成两个以上的光束且将该光束会聚到两个以上的点的衍射光栅图案，该两个以上的第二光学系统在与两个以上的光点对应的位置配置有受光部。并且专利文献2记载了全息元件的衍射面的光学相位的确定可以通过利用计算机的计算机全息技术来进行设计，但这种现有的全息元件无法会聚各种角度的入射光。另外，作为通过减少反射损失来有效获取来自所有角度的太阳光的方法，很早以前人们就知道在膜的表面形成娥眼(moth-eye)结构的方法。该方法为通过在膜的表面形成微细的圆锥、三棱锥、四棱锥等透明形状物而减少反射损失、有效获取外部光并进行会聚的方法。但是，在该方法中，由于水平角小于10°的太阳光的获取率(透过率)大幅降低，因而无法有效会聚太阳光。并且膜的表面容易有污垢，在耐久性方面有问题。此外在生产率方面也有问题。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：日本专利第3687836号说明书专利文献2：日本特开2002-228819号公报
技术实现思路
【专利技术所要解决的课题】本专利技术的目的在于提供一种能够以高效率会聚来自太阳的直射光和/或散射光的聚光膜、具备上述聚光膜的太阳能电池组件以及用于制造上述聚光膜的转印模(铸模)。【解决课题的手段】本专利技术的聚光膜的特征在于，其在至少一侧表面具有微细凹凸的重复结构；凹凸高度(H)为0.05μm～15μm、凹凸周期(P)为0.05μm～50μm；该聚光膜对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光。各凹凸部的周边的形状优选为选自由三角形、四边形和六边形中的至少一种多边形。优选按照各多边形的各边与相邻的多边形的一边重叠的方式无间隙地配置着各凹凸部。优选各凹凸部的截面形状为大致等腰梯形、大致等腰三角形、半圆球状、或抛物线形状。优选该聚光膜含有选自由石英、玻璃、青板玻璃和光学玻璃组成的组中的至少一种无机材料。还优选该聚光膜含有折射率为1.30～1.65的有机材料。还优选该聚光膜含有选自由聚三氟氯乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/三氟氯乙烯共聚物、三氟氯乙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物、聚偏二氟乙烯以及四氟乙烯/六氟丙烯/乙烯共聚物组成的组中的至少一种氟树脂。该聚光膜优选为透过型的。本专利技术还涉及一种太阳能电池组件，其特征在于，其具备上述的聚光膜。本专利技术还涉及一种太阳能电池组件，其特征在于，其具备：太阳能电池单元；密封上述太阳能电池单元的密封材层；以及设置在密封材层的单面或两面的上述聚光膜。本专利技术还涉及一种太阳能电池组件，其特征在于，其具备太阳能电池单元、密封了上述太阳能电池单元的密封材层、以及设置在密封了材层的单面或两面的透光性层，并进一步在上述透光性层上具备上述聚光膜。本专利技术还涉及一种转印模，其特征在于，其在至少一侧表面具有凹凸的重复结构，该凹凸的重复结构与将上述聚光膜所具有的凹凸的重复结构颠倒。本专利技术的转印模优选含有选自由镍、硅、石英和玻璃组成的组中的至少一种无机材料、热塑性树脂、或热固性树脂。【专利技术的效果】本专利技术的聚光膜通过具有上述构成，能够高效地对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光。在用于太阳能电池组件的情况下，通过改善聚光效率，能够谋求发电效率的改善、低成本化。本专利技术的转印模(铸模)能够制造上述的聚光膜。【附图说明】图1为示意性示出本专利技术聚光膜的一例的立体图。图2为示出本专利技术聚光膜中的凹凸形状的一例的俯视图。图3为图2所示的聚光膜沿A-A线的截面图。图4为图2所示的聚光膜沿A-A线的截面图。图5为图2所示的聚光膜沿B-B线的截面图。图6为图2所示的聚光膜沿B-B线的截面图。图7为图2所示的聚光膜沿A-A线的截面图。图8为图2所示的聚光膜沿B-B线的截面图。图9为图2所示的聚光膜沿A-A线的截面图。图10为图2所示的聚光膜沿B-B线的截面图。图11为示出本专利技术聚光膜中的凹凸形状的一例的俯视图。图12为示出本专利技术聚光膜中的凹凸形状的一例的俯视图。图13为示意性示出本专利技术太阳能电池组件的一个实施方式的图。图14为示意性示出本专利技术太阳能电池组件的一个实施方式的图。图15为示出使转印模(铸模)与有机材料接触来形成聚光膜的工序的一例的示意图。图16为图2所示的聚光膜沿B-B线的截面图。图17为示出实施例7中制作的各聚光膜的光线透过率的曲线图。图18为实施例1中制作的聚光膜(研究7)的表面的电子显微镜照片。图19为用于说明实施例10中使用的模拟太阳光照射装置的图。图20为示出实施例10的结果的曲线图。【具体实施方式】以下详细说明本专利技术。图1为示出基于本专利技术实施方式的聚光膜构成的一例的立体图。本专利技术的聚光膜如图1所示至少在一侧表面具有微细凹凸的重复结构。本专利技术聚光膜的特征在于凹凸高度(H)为0.05μm～15μm、凹凸周期(P)为0.05μm～50μm。通过使凹凸高度(H)和凹凸周期(P)处于上述范围，能够高效地对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光；另一方面，若凹凸高度(H)和凹凸周期(P)即使稍微过大或过小，则不仅聚光效率会极端降低，而且还会发生光的漫射。来自太阳的直射光是指来自太阳的光在途中未受到散射或反射而到达的光。散射光是指来自太阳的光在途中受到空气、水蒸气等的散射后而到达的光。出于提高聚光膜的光线透过率、提高聚光效率的考虑，凹凸高度(H)优选为0.05μm以上、更优选为0.68μm以上、进一步优选为2.7μm以上、特别优选为5.4μm以上，优选为50μm以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚光膜，其特征在于，其在至少一侧表面具有微细凹凸的重复结构；凹凸高度(H)为0.05μm～15μm、凹凸周期(P)为0.05μm～50μm；该聚光膜对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光，各凹凸部的周边的形状为选自三角形、四边形和六边形中的至少一种多边形，各凹凸部的截面形状为半圆状或抛物线形状，该聚光膜含有折射率为1.30～1.55的有机材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 JP 2011-218351;2012.06.19 JP 2012-137811.一种聚光膜，其特征在于，其在至少一侧表面具有微细凹凸的重复结构；凹凸高度(H)为0.05μm～15μm、凹凸周期(P)为0.05μm～50μm；该聚光膜对来自太阳的直射光和/或散射光进行聚光，各凹凸部的周边的形状为选自三角形、四边形和六边形中的至少一种多边形，各凹凸部的截面形状为半圆状或抛物线形状，该聚光膜含有折射率为1.30～1.55的有机材料。2.根据权利要求1所述的聚光膜，其中，按照各多边形的各边与相邻的多边形的一边重叠的方式，无间隙地配置着各凹凸部。3.根据权利要求1或2所述的聚光膜，其中，该聚光膜含有选自由聚三氟氯乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/三氟氯乙烯共聚物、三氟氯乙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物、聚偏二氟乙烯以及四氟乙烯/六氟丙烯/乙烯共聚物组成的组中的至少一种氟树脂。4.根据权利要求1或2所述的聚光膜，其中，该聚光膜为透过型的聚光膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤数行，松浦哲哉，匂坂重仁，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP