集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子および集光型太陽光発電装置
【課題】集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能なガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子、および、集光型太陽光発電装置を提供する。
【解決手段】集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とするガラス。
【解決手段】集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とするガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子および集光型太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集光型太陽光発電装置において、集光レンズと太陽電池セルとの間にガラス製の光学素子が設けられている。当該光学素子は、例えば台形錐や円錐の形状を有しており、集光レンズによって集光された光を、内表面で全反射して均質化し、太陽電池セルに伝える役割を有する。これにより、発電効率を向上させることができる。
【０００３】
集光型太陽光発電装置の発電効率を向上させるため、光学素子には可視光透過率が高い材質を使用することが求められる。例えば、光学素子に用いられる材質として特許文献１には、ホウ珪酸ガラスが記載されており、特許文献２には、ケイ酸塩ガラスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１３８０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、集光型太陽光発電装置を使用して高い発電効率を得るため、日照時間の長い赤道付近の地域に設置することが提案されている。集光型太陽光発電装置において、太陽電池セルと光学素子は、通常、シリコーン樹脂等の接着剤で固定される。当該接着剤は、集光レンズにより集光された太陽光に含まれるハイパワーな紫外線により経時的に劣化しやすいという問題がある。当該接着剤が劣化すると、集光型太陽光発電装置の故障や、発電効率の低下の原因となる恐れがある。
【０００６】
以上に鑑み、本発明は、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能なガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子、および、集光型太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とするガラスに関する。
【０００８】
集光型太陽光発電装置用光学素子に上記組成を有するガラスを用いれば、高い可視光透過率を達成しつつ、紫外線透過性を低減することができるため、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能となる。
【０００９】
具体的には、ガラス組成としてＣｅＯ２を０．０１％以上含有することにより、紫外線吸収率を高め、透過率曲線における吸収端を長波長側にシフトさせることができる。なお、Ｃｅ元素はガラス中ではＣｅ４＋として存在することで紫外線吸収能を高めることができるが、ＴｉＯ２を添加すると、Ｃｅ元素がＣｅ３＋に変化しやすくなり、ＣｅＯ２の紫外線吸収能が低下する傾向がある。また、ＴｉＯ２はガラスに黄着色を付与し、発電に有効な波長４００ｎｍ以上の光を吸収しやすくなる。したがって、本発明のガラスはＴｉＯ２は実質的に含有しない。
【００１０】
なお、本発明において「実質的に含有しない」とは、該当成分を意図的に添加しないことを意味し、不可避的不純物まで排除するものではない。客観的には、該当成分の含有量が０．１質量％未満であることを意味する。
【００１１】
第二に、本発明のガラスは、ＳｎＯ２の含有量が０．１〜５％であることが好ましい。
【００１２】
ＳｎＯ２はＣｅ元素をＣｅ４＋にしやすい成分であるため、ＳｎＯ２を積極的に添加することでＣｅＯ２の紫外線吸収能を向上させることができる。
【００１３】
第三に、本発明のガラスは、さらに、質量％で、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％およびＺｎＯ ０〜２０％を含有することが好ましい。
【００１４】
第四に、本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長４００ｎｍにおける内部透過率が９０％以上であることが好ましい。
【００１５】
当該構成を満たすガラスからなる光学素子を用いることにより、集光型太陽光発電装置の発電効率を向上させることができる。
【００１６】
第五に、本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長３１５ｎｍにおける内部透過率が６０％以下であることが好ましい。
【００１７】
当該構成を満たすガラスからなる光学素子を用いることにより、集光型太陽光発電装置における光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能となる。
【００１８】
第六に、本発明は、前記いずれかのガラスからなる集光型太陽光発電装置用光学素子に関する。
【００１９】
第七に、本発明は、太陽電池と、太陽電池に集光する集光光学系とを備え、集光光学系が前記光学素子を有することを特徴とする集光型太陽光発電装置に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能なガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子、および、集光型太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る集光型太陽光発電装置の模式的概念図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光学素子の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。ただし、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２３】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率等は、現実の物体の寸法の比率等とは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２４】
（集光型太陽光発電装置）
図１は、本実施形態に係る光学素子を備えた集光型太陽光発電装置の模式的概念図である。
【００２５】
集光型太陽光発電装置１は、太陽電池５と、太陽電池５に太陽光を集光する集光光学系２とを備える。集光光学系２は、集光部材３と光学素子４とを有する。集光部材３は、太陽光等の光を集光する。集光部材３は、例えば凸レンズや正の光学的パワーを有するフレネルレンズ等により構成することができる。
【００２６】
光学素子４は、集光部材３と太陽電池５との間に配されている。集光部材３により集光された光は、光学素子４の端面４１（図２を参照）から光学素子４内に入射する。光学素子４は、集光部材３により集光された光を均質化し、太陽電池５の受光面５０に導く。具体的には、光学素子４に入射した光は、光学素子４の側面４３ａ〜４３ｄにおいて反射されることにより均質化されながら光学素子４内を伝搬する。そして、光学素子４内を伝搬した光は、光学素子４の端面４２から均質化された面状光として受光面５０に向けて出射される。
【００２７】
光学素子４の端面４２には、受光面５０が端面４２に対向するように太陽電池５が配されている。光学素子４は太陽電池５にシリコーン樹脂等の接着剤（図示せず）により接着固定されている。光学素子４の端面４２から出射した光は、接着剤を通って太陽電池５に入射する。そして、太陽電池５において、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【００２８】
なお、太陽電池５の種類は特に限定されない。太陽電池５は、例えば、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、薄膜太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、色素増感型太陽電池、有機半導体太陽電池等により構成することができる。
【００２９】
（光学素子）
図２は、本実施形態に係る光学素子の模式的斜視図である。次に、図２を参照しながら、光学素子４の具体的構成について説明する。
【００３０】
光学素子４は、集光部材３側から太陽電池５側に向かって先細る形状を有する。光学素子４の表面４０は、光入出面を構成している２つの端面４１，４２と、光反射面を構成している側面４３ａ〜４３ｄとを有する。端面４１，４２は、互いに対向している。側面４３ａ〜４３ｄは、端面４１，４２を接続している。なお、光学素子４の形状は、円錐状や角錐状であっても構わない。また、端面４１，４２の形状は、平面もしくは曲面のどちらでもよい。また、光学素子４の角部や稜線部に対しＲ面取り加工が施されていてもよく、それにより、外部からの衝撃による破損を抑制することができる。
【００３１】
端面４１、４２には反射防止膜が形成されていてもよい。これにより、集光部材３により集光された太陽光が光学素子４に入射する際や、光学素子４を透過した太陽光が太陽電池５に入射する際に、光の反射ロスを低減することができる。反射防止膜としては、例えば誘電体多層膜やシリカ膜等が挙げられる。あるいは、端面４１、４２に対し、エッチング処理を施することにより、シリカリッチ層を形成することで、反射防止機能を付与することも可能である。シリカ膜やエッチングによるシリカリッチ層を形成する方法は、誘電体多層膜を形成する方法よりも安価なため、コストダウンを図ることが可能となる。なお、シリカ膜は反射防止膜としての機能以外にも、ガラス材中に含まれるアルカリ成分の溶出を抑制し、耐候性を向上させる働きも有する。
【００３２】
光学素子４を構成するガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とする。以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を詳述する。なお、特に断りがない場合、以下の「％」は「質量％」を意味する。
【００３３】
ＳｉＯ２はガラス骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。また熱膨張係数を低減する効果がある。ＳｉＯ２の含有量は３０〜８５％、３５〜８３％、４０〜８０％、４５〜８０％、特に５０〜７９．５％であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、溶解性が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。軟化点が高くなるとプレス成形により光学素子を作製することが困難になる。また、屈折率が低下しやすくなる。屈折率が低くなると、後述するように、光学素子４の側面４３ａ〜４３ｄにおいて、光が外部に漏れやすくなるため、発電効率が低下する恐れがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、ガラスが不安定になって耐失透性が低下したり、分相するとともに耐酸性や耐水性等の耐候性が低下する傾向がある。また熱膨張係数が増大しやすくなり、サーマルショックによる破損の原因となる。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３もＳｉＯ２と同様に、ガラス骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜３０％、１〜２５％、特に１．５〜２０％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下するとともに耐候性が低下する傾向がある。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３もＳｉＯ２と同様に、ガラスの骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜２０％、２．５〜１７．５％、特に５〜１５％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶解性が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。また屈折率が低下したり、耐候性が低下しやすくなる。
【００３６】
ＺｒＯ２は耐酸性や耐水性等の耐候性を飛躍的に向上させる効果がある。ＺｒＯ２の含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％であることが好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、粘度が高くなって失透しやすくなる。
【００３７】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、融剤として作用して軟化点を低下させるとともに、液相温度を低下させる効果がある。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのそれぞれの好ましい含有量は以下の通りである。
【００３８】
Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜２０％、０．１〜１５％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏが多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下して、ガラス表面に炭酸塩等の析出物が生じる恐れがある。また熱膨張係数が高くなりやすくなる。
【００３９】
Ｎａ２Ｏの含有量は０〜２０％、０．１〜１５％、特に０．５〜１０％であることが好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下して、ガラス表面に炭酸塩等の析出物が生じる恐れがある。また熱膨張係数が高くなりやすくなる。
【００４０】
Ｋ２Ｏの含有量は０〜２０％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下して、ガラス表面に炭酸塩等の析出物が生じる恐れがある。また熱膨張係数が高くなりやすくなる。
【００４１】
ＣｅＯ２は、既述の通り、紫外線吸収率を高め、透過率曲線における吸収端を長波長側にシフトさせる成分である。特に、ガラス中ではＣｅ４＋として存在することで紫外線吸収能が高くなることがわかっている。ＣｅＯ２の含有量は０．０１〜５％、０．０５〜３％、特に０．１〜２％であることが好ましい。ＣｅＯ２の含有量が多すぎると、波長４００ｎｍ以上における内部透過率が低下して、発電効率が低下する傾向がある。一方、ＣｅＯ２の含有量が少なすぎると、紫外線吸収能が低下し、紫外域（例えば、波長３１５ｎｍまたは３００ｎｍ）での透過率が高くなる傾向がある。
【００４２】
ＳｎＯ２はＣｅ元素をＣｅ４＋にしやすい成分であるとともに、清澄剤として有効な成分である。ＳｎＯ２の含有量は０〜５％、０．１〜３％、特に０．１〜１％であることが好ましい。ＳｎＯ２の含有量が多すぎると、失透性が高くなる傾向がある。また、着色して、発電効率低下の原因となる。
【００４３】
なお、既述の通り、ＴｉＯ2を添加すると、Ｃｅ元素がＣｅ３＋に変化しやすくなり、ＣｅＯ２の紫外線吸収能が低下する傾向がある。また、ＴｉＯ２はガラスに黄着色を付与し、発電に有効な波長４００ｎｍ以上の光を吸収しやすくなる。したがって、本発明のガラスはＴｉＯ２は実質的に含有しない。
【００４４】
本発明のガラスは、上記成分に加えて種々の成分を含有することができる。
【００４５】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯは融剤として作用して軟化点を低下させるとともに、液相温度を低下させる効果がある。その含有量は各々０〜２０％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。これらの成分の含有量が多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下しやすくなる。
【００４６】
ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５は、紫外域付近の吸収端の位置を大きく変化させる成分である。ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５は、０〜２０％、０〜１０％、０〜８％、特に０〜５％であることが好ましい。
【００４７】
Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ５は、可視〜紫外域付近の光により強い発光を生じる成分である。これらの成分の合量を調整することで発光効率を高めることが可能となる。具体的には、Ｎｄ２Ｏ３＋Ｐｒ２Ｏ３＋Ｅｕ２Ｏ３＋Ｔｂ２Ｏ３＋Ｅｒ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ５は０〜５％、０．１〜３％、特に０．１〜１％であることが好ましい。
【００４８】
また、清澄剤、酸化剤または還元剤として、Ｓｂ２Ｏ３、ＳＯ３、ＮＯ３またはカーボン等を合量で１％以下含有することができる。特にカーボン等の還元剤は、Ｓｎによる着色を抑制する効果を有する。なお、Ｓｂ２Ｏ３や後述するＡｓ２Ｏ３は、従来より清澄剤として一般的に使用されてきた成分であるが、環境負荷物質であるため、その使用はなるべく控えるほうが好ましい。そこで、清澄剤としてＳＯ３やＳｎＯ２を使用することにより、Ｓｂ２Ｏ３やＡｓ２Ｏ３の含有量を低減しつつ、あるいはそれらを実質的に含有せずに、泡品位に優れたガラスを得ることが可能となる。
【００４９】
Ｆｅ２Ｏ３は着色成分であり、特に近紫外域の透過率の低下が大きいことから、可視域の透過率低下の原因となりやすい。そのため、その含有量はなるべく少ないほうが好ましい。具体的には、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
なお、環境上の理由から、鉛成分（例えばＰｂＯ）、ヒ素成分（例えばＡｓ２Ｏ３）およびフッ素成分（例えばＦ２）は実質的に含有しないことが好ましい。
【００５１】
本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長４００ｎｍにおける内部透過率が９０％以上、９２．５％以上、特に９５％以上であることが好ましい。内部透過率が低すぎると、発電効率が低下しやすくなる。
【００５２】
本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長３１５ｎｍにおける内部透過率が６０％以下、４０％以下、２０％以下、特に１０％以下であることが好ましい。また、肉厚１０ｍｍかつ波長３００ｎｍにおける内部透過率が２０％以下、特に１０％以下であることが好ましい。波長３１５ｎｍまたは波長３００ｎｍにおける内部透過率が高すぎると、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤が劣化しやすくなる。
【００５３】
本発明のガラスの屈折率（ｎｄ）は特に限定されないが、例えば１．５〜１．７、特に１．５〜１．６であることが好ましい。屈折率が低すぎると、光学素子４の側面４３ａ〜４３ｄにおいて、光が外部に漏れやすくなる。一方、屈折率が高すぎると、光学素子４の端面４１において光が反射して光学素子４の内部に入射しにくくなる。
【００５４】
光学素子４の表面４０の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術表面粗さ（Ｒａ）で２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、表面４０における光の正反射の割合が高くなり、光学素子４外部への光の漏洩を抑制し、光反射率を高めることができる。従って、太陽電池５への集光効率を向上させることができる。その結果、太陽光発電装置１の発電効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、光学素子４の稜線部や角部のＲ面取り部分の表面粗さも表面と同様にすることが望ましい。
【００５６】
（光学素子の製造方法）
光学素子４は、機械研磨による研磨加工またはプレス成形により得られる。プレス成形は、溶融ガラスを直接金型に流し込み、加圧成形を行うダイレクトプレスや、一旦ガラス化して得られた成形体を再加熱し、軟化変形させるリヒートプレス等が挙げられる。特に上下面が曲面形状であったり、複雑な形状の光学素子を得る場合は、機械研磨よりプレス成型が有利である。
【００５７】
プレス成型により光学素子４を作製する場合、低軟化点または低粘度のガラスを用いることで、金型の劣化を抑制することができる。
【００５８】
プレス成型後、例えば火炎研磨を行なうことにより、容易に良好な表面粗さを得ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、光学素子４が角錐台形状である場合について説明したが、この構成に限定されず、太陽電池への集光が可能な形状を有するものであれば特に限定されない。また端面４１，４２は平面状でなくてもよく、凸状や凹状であってもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
表１は本発明の実施例（Ｎｏ．１、３、５、７）および比較例（Ｎｏ．２、４、６、８）それぞれ示している。
【００６２】
【表１】
【００６３】
各試料は次のようにして調製した。
【００６４】
まず、表に示す各組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１２００〜１６００℃で４時間溶融した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、アニール後、各測定に適した試料を作製した。
【００６５】
得られた試料について、熱膨張係数（３０−３００℃）、軟化点、各波長における内部透過率について、下記の方法により測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
熱膨張係数は熱膨張測定装置（ｄｉｌａｔｏ ｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。
【００６７】
軟化点はＡＳＴＭ ３３８−９３に基づくファイバー法により測定した。
【００６８】
内部透過率は、まず分光光度計（株式会社島津製作所製 ＵＶ−３１００）を用いて、厚さ５ｍｍ±０．１ｍｍおよび１０ｍｍ±０．１ｍｍの光学研磨された各試料について、波長２００〜８００ｎｍの範囲における表面反射損失を含む透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、得られた測定値から波長４００ｎｍ、３１５ｎｍおよび３００ｎｍにおける内部透過率を算出した。また、内部透過率が０％となる波長（紫外吸収端波長）を読み取った。
【００６９】
表１から明らかなように、実施例であるＮｏ．１、３、５、７のガラスは、波長４００ｎｍにおける内部透過率が９９．４％以上と高く、可視領域における透過率に優れていた。また、波長３１５ｎｍにおける内部透過率が５％以下、３００ｎｍにおける内部透過率が０％と低く、かつ、紫外吸収端波長が３１２ｎｍ以上であることから、紫外線遮蔽能が高いことがわかる。
【００７０】
一方、比較例であるＮｏ．２、４、６のガラスは波長４００ｎｍにおける内部透過率は９９．５％以上と高かったが、波長３１５ｎｍにおける内部透過率が７２％以上および３００ｎｍにおける内部透過率が２１％以上と高く、かつ、紫外吸収端波長が２９０ｎｍ以下であることから、紫外線遮蔽能が低いことがわかる。なお、Ｎｏ．８のガラスは、波長３１５ｎｍおよび３００ｎｍにおける内部透過率がいずれも０％であり、かつ、紫外吸収端波長が３７０ｎｍであることから、紫外線遮蔽能は高いが、波長４００ｎｍにおける内部透過率は３０％と低く、可視領域透過性に劣っていた。
【符号の説明】
【００７１】
１…集光型太陽光発電装置
２…集光光学系
３…集光部材
４…光学素子
４０…表面
４１、４２…端面
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ…側面
５…太陽電池
５０…受光面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子および集光型太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集光型太陽光発電装置において、集光レンズと太陽電池セルとの間にガラス製の光学素子が設けられている。当該光学素子は、例えば台形錐や円錐の形状を有しており、集光レンズによって集光された光を、内表面で全反射して均質化し、太陽電池セルに伝える役割を有する。これにより、発電効率を向上させることができる。
【０００３】
集光型太陽光発電装置の発電効率を向上させるため、光学素子には可視光透過率が高い材質を使用することが求められる。例えば、光学素子に用いられる材質として特許文献１には、ホウ珪酸ガラスが記載されており、特許文献２には、ケイ酸塩ガラスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１３８０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、集光型太陽光発電装置を使用して高い発電効率を得るため、日照時間の長い赤道付近の地域に設置することが提案されている。集光型太陽光発電装置において、太陽電池セルと光学素子は、通常、シリコーン樹脂等の接着剤で固定される。当該接着剤は、集光レンズにより集光された太陽光に含まれるハイパワーな紫外線により経時的に劣化しやすいという問題がある。当該接着剤が劣化すると、集光型太陽光発電装置の故障や、発電効率の低下の原因となる恐れがある。
【０００６】
以上に鑑み、本発明は、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能なガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子、および、集光型太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とするガラスに関する。
【０００８】
集光型太陽光発電装置用光学素子に上記組成を有するガラスを用いれば、高い可視光透過率を達成しつつ、紫外線透過性を低減することができるため、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能となる。
【０００９】
具体的には、ガラス組成としてＣｅＯ２を０．０１％以上含有することにより、紫外線吸収率を高め、透過率曲線における吸収端を長波長側にシフトさせることができる。なお、Ｃｅ元素はガラス中ではＣｅ４＋として存在することで紫外線吸収能を高めることができるが、ＴｉＯ２を添加すると、Ｃｅ元素がＣｅ３＋に変化しやすくなり、ＣｅＯ２の紫外線吸収能が低下する傾向がある。また、ＴｉＯ２はガラスに黄着色を付与し、発電に有効な波長４００ｎｍ以上の光を吸収しやすくなる。したがって、本発明のガラスはＴｉＯ２は実質的に含有しない。
【００１０】
なお、本発明において「実質的に含有しない」とは、該当成分を意図的に添加しないことを意味し、不可避的不純物まで排除するものではない。客観的には、該当成分の含有量が０．１質量％未満であることを意味する。
【００１１】
第二に、本発明のガラスは、ＳｎＯ２の含有量が０．１〜５％であることが好ましい。
【００１２】
ＳｎＯ２はＣｅ元素をＣｅ４＋にしやすい成分であるため、ＳｎＯ２を積極的に添加することでＣｅＯ２の紫外線吸収能を向上させることができる。
【００１３】
第三に、本発明のガラスは、さらに、質量％で、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％およびＺｎＯ ０〜２０％を含有することが好ましい。
【００１４】
第四に、本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長４００ｎｍにおける内部透過率が９０％以上であることが好ましい。
【００１５】
当該構成を満たすガラスからなる光学素子を用いることにより、集光型太陽光発電装置の発電効率を向上させることができる。
【００１６】
第五に、本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長３１５ｎｍにおける内部透過率が６０％以下であることが好ましい。
【００１７】
当該構成を満たすガラスからなる光学素子を用いることにより、集光型太陽光発電装置における光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能となる。
【００１８】
第六に、本発明は、前記いずれかのガラスからなる集光型太陽光発電装置用光学素子に関する。
【００１９】
第七に、本発明は、太陽電池と、太陽電池に集光する集光光学系とを備え、集光光学系が前記光学素子を有することを特徴とする集光型太陽光発電装置に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤の劣化を抑制することが可能なガラス、それを用いた集光型太陽光発電装置用光学素子、および、集光型太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る集光型太陽光発電装置の模式的概念図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光学素子の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。ただし、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２３】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率等は、現実の物体の寸法の比率等とは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２４】
（集光型太陽光発電装置）
図１は、本実施形態に係る光学素子を備えた集光型太陽光発電装置の模式的概念図である。
【００２５】
集光型太陽光発電装置１は、太陽電池５と、太陽電池５に太陽光を集光する集光光学系２とを備える。集光光学系２は、集光部材３と光学素子４とを有する。集光部材３は、太陽光等の光を集光する。集光部材３は、例えば凸レンズや正の光学的パワーを有するフレネルレンズ等により構成することができる。
【００２６】
光学素子４は、集光部材３と太陽電池５との間に配されている。集光部材３により集光された光は、光学素子４の端面４１（図２を参照）から光学素子４内に入射する。光学素子４は、集光部材３により集光された光を均質化し、太陽電池５の受光面５０に導く。具体的には、光学素子４に入射した光は、光学素子４の側面４３ａ〜４３ｄにおいて反射されることにより均質化されながら光学素子４内を伝搬する。そして、光学素子４内を伝搬した光は、光学素子４の端面４２から均質化された面状光として受光面５０に向けて出射される。
【００２７】
光学素子４の端面４２には、受光面５０が端面４２に対向するように太陽電池５が配されている。光学素子４は太陽電池５にシリコーン樹脂等の接着剤（図示せず）により接着固定されている。光学素子４の端面４２から出射した光は、接着剤を通って太陽電池５に入射する。そして、太陽電池５において、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【００２８】
なお、太陽電池５の種類は特に限定されない。太陽電池５は、例えば、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、薄膜太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、色素増感型太陽電池、有機半導体太陽電池等により構成することができる。
【００２９】
（光学素子）
図２は、本実施形態に係る光学素子の模式的斜視図である。次に、図２を参照しながら、光学素子４の具体的構成について説明する。
【００３０】
光学素子４は、集光部材３側から太陽電池５側に向かって先細る形状を有する。光学素子４の表面４０は、光入出面を構成している２つの端面４１，４２と、光反射面を構成している側面４３ａ〜４３ｄとを有する。端面４１，４２は、互いに対向している。側面４３ａ〜４３ｄは、端面４１，４２を接続している。なお、光学素子４の形状は、円錐状や角錐状であっても構わない。また、端面４１，４２の形状は、平面もしくは曲面のどちらでもよい。また、光学素子４の角部や稜線部に対しＲ面取り加工が施されていてもよく、それにより、外部からの衝撃による破損を抑制することができる。
【００３１】
端面４１、４２には反射防止膜が形成されていてもよい。これにより、集光部材３により集光された太陽光が光学素子４に入射する際や、光学素子４を透過した太陽光が太陽電池５に入射する際に、光の反射ロスを低減することができる。反射防止膜としては、例えば誘電体多層膜やシリカ膜等が挙げられる。あるいは、端面４１、４２に対し、エッチング処理を施することにより、シリカリッチ層を形成することで、反射防止機能を付与することも可能である。シリカ膜やエッチングによるシリカリッチ層を形成する方法は、誘電体多層膜を形成する方法よりも安価なため、コストダウンを図ることが可能となる。なお、シリカ膜は反射防止膜としての機能以外にも、ガラス材中に含まれるアルカリ成分の溶出を抑制し、耐候性を向上させる働きも有する。
【００３２】
光学素子４を構成するガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とする。以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を詳述する。なお、特に断りがない場合、以下の「％」は「質量％」を意味する。
【００３３】
ＳｉＯ２はガラス骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。また熱膨張係数を低減する効果がある。ＳｉＯ２の含有量は３０〜８５％、３５〜８３％、４０〜８０％、４５〜８０％、特に５０〜７９．５％であることが好ましい。ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、溶解性が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。軟化点が高くなるとプレス成形により光学素子を作製することが困難になる。また、屈折率が低下しやすくなる。屈折率が低くなると、後述するように、光学素子４の側面４３ａ〜４３ｄにおいて、光が外部に漏れやすくなるため、発電効率が低下する恐れがある。一方、ＳｉＯ２の含有量が少なすぎると、ガラスが不安定になって耐失透性が低下したり、分相するとともに耐酸性や耐水性等の耐候性が低下する傾向がある。また熱膨張係数が増大しやすくなり、サーマルショックによる破損の原因となる。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３もＳｉＯ２と同様に、ガラス骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜３０％、１〜２５％、特に１．５〜２０％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下するとともに耐候性が低下する傾向がある。
【００３５】
Ａｌ２Ｏ３もＳｉＯ２と同様に、ガラスの骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜２０％、２．５〜１７．５％、特に５〜１５％であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、溶解性が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。また屈折率が低下したり、耐候性が低下しやすくなる。
【００３６】
ＺｒＯ２は耐酸性や耐水性等の耐候性を飛躍的に向上させる効果がある。ＺｒＯ２の含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％であることが好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、粘度が高くなって失透しやすくなる。
【００３７】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、融剤として作用して軟化点を低下させるとともに、液相温度を低下させる効果がある。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのそれぞれの好ましい含有量は以下の通りである。
【００３８】
Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜２０％、０．１〜１５％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｌｉ２Ｏが多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下して、ガラス表面に炭酸塩等の析出物が生じる恐れがある。また熱膨張係数が高くなりやすくなる。
【００３９】
Ｎａ２Ｏの含有量は０〜２０％、０．１〜１５％、特に０．５〜１０％であることが好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下して、ガラス表面に炭酸塩等の析出物が生じる恐れがある。また熱膨張係数が高くなりやすくなる。
【００４０】
Ｋ２Ｏの含有量は０〜２０％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下して、ガラス表面に炭酸塩等の析出物が生じる恐れがある。また熱膨張係数が高くなりやすくなる。
【００４１】
ＣｅＯ２は、既述の通り、紫外線吸収率を高め、透過率曲線における吸収端を長波長側にシフトさせる成分である。特に、ガラス中ではＣｅ４＋として存在することで紫外線吸収能が高くなることがわかっている。ＣｅＯ２の含有量は０．０１〜５％、０．０５〜３％、特に０．１〜２％であることが好ましい。ＣｅＯ２の含有量が多すぎると、波長４００ｎｍ以上における内部透過率が低下して、発電効率が低下する傾向がある。一方、ＣｅＯ２の含有量が少なすぎると、紫外線吸収能が低下し、紫外域（例えば、波長３１５ｎｍまたは３００ｎｍ）での透過率が高くなる傾向がある。
【００４２】
ＳｎＯ２はＣｅ元素をＣｅ４＋にしやすい成分であるとともに、清澄剤として有効な成分である。ＳｎＯ２の含有量は０〜５％、０．１〜３％、特に０．１〜１％であることが好ましい。ＳｎＯ２の含有量が多すぎると、失透性が高くなる傾向がある。また、着色して、発電効率低下の原因となる。
【００４３】
なお、既述の通り、ＴｉＯ2を添加すると、Ｃｅ元素がＣｅ３＋に変化しやすくなり、ＣｅＯ２の紫外線吸収能が低下する傾向がある。また、ＴｉＯ２はガラスに黄着色を付与し、発電に有効な波長４００ｎｍ以上の光を吸収しやすくなる。したがって、本発明のガラスはＴｉＯ２は実質的に含有しない。
【００４４】
本発明のガラスは、上記成分に加えて種々の成分を含有することができる。
【００４５】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯは融剤として作用して軟化点を低下させるとともに、液相温度を低下させる効果がある。その含有量は各々０〜２０％、特に０．１〜１０％であることが好ましい。これらの成分の含有量が多すぎると、耐酸性や耐水性等の耐候性が低下しやすくなる。
【００４６】
ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５は、紫外域付近の吸収端の位置を大きく変化させる成分である。ＷＯ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５は、０〜２０％、０〜１０％、０〜８％、特に０〜５％であることが好ましい。
【００４７】
Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ５は、可視〜紫外域付近の光により強い発光を生じる成分である。これらの成分の合量を調整することで発光効率を高めることが可能となる。具体的には、Ｎｄ２Ｏ３＋Ｐｒ２Ｏ３＋Ｅｕ２Ｏ３＋Ｔｂ２Ｏ３＋Ｅｒ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ５は０〜５％、０．１〜３％、特に０．１〜１％であることが好ましい。
【００４８】
また、清澄剤、酸化剤または還元剤として、Ｓｂ２Ｏ３、ＳＯ３、ＮＯ３またはカーボン等を合量で１％以下含有することができる。特にカーボン等の還元剤は、Ｓｎによる着色を抑制する効果を有する。なお、Ｓｂ２Ｏ３や後述するＡｓ２Ｏ３は、従来より清澄剤として一般的に使用されてきた成分であるが、環境負荷物質であるため、その使用はなるべく控えるほうが好ましい。そこで、清澄剤としてＳＯ３やＳｎＯ２を使用することにより、Ｓｂ２Ｏ３やＡｓ２Ｏ３の含有量を低減しつつ、あるいはそれらを実質的に含有せずに、泡品位に優れたガラスを得ることが可能となる。
【００４９】
Ｆｅ２Ｏ３は着色成分であり、特に近紫外域の透過率の低下が大きいことから、可視域の透過率低下の原因となりやすい。そのため、その含有量はなるべく少ないほうが好ましい。具体的には、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
なお、環境上の理由から、鉛成分（例えばＰｂＯ）、ヒ素成分（例えばＡｓ２Ｏ３）およびフッ素成分（例えばＦ２）は実質的に含有しないことが好ましい。
【００５１】
本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長４００ｎｍにおける内部透過率が９０％以上、９２．５％以上、特に９５％以上であることが好ましい。内部透過率が低すぎると、発電効率が低下しやすくなる。
【００５２】
本発明のガラスは、肉厚１０ｍｍかつ波長３１５ｎｍにおける内部透過率が６０％以下、４０％以下、２０％以下、特に１０％以下であることが好ましい。また、肉厚１０ｍｍかつ波長３００ｎｍにおける内部透過率が２０％以下、特に１０％以下であることが好ましい。波長３１５ｎｍまたは波長３００ｎｍにおける内部透過率が高すぎると、光学素子と太陽電池セルの接着に使用される接着剤が劣化しやすくなる。
【００５３】
本発明のガラスの屈折率（ｎｄ）は特に限定されないが、例えば１．５〜１．７、特に１．５〜１．６であることが好ましい。屈折率が低すぎると、光学素子４の側面４３ａ〜４３ｄにおいて、光が外部に漏れやすくなる。一方、屈折率が高すぎると、光学素子４の端面４１において光が反射して光学素子４の内部に入射しにくくなる。
【００５４】
光学素子４の表面４０の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術表面粗さ（Ｒａ）で２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、表面４０における光の正反射の割合が高くなり、光学素子４外部への光の漏洩を抑制し、光反射率を高めることができる。従って、太陽電池５への集光効率を向上させることができる。その結果、太陽光発電装置１の発電効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、光学素子４の稜線部や角部のＲ面取り部分の表面粗さも表面と同様にすることが望ましい。
【００５６】
（光学素子の製造方法）
光学素子４は、機械研磨による研磨加工またはプレス成形により得られる。プレス成形は、溶融ガラスを直接金型に流し込み、加圧成形を行うダイレクトプレスや、一旦ガラス化して得られた成形体を再加熱し、軟化変形させるリヒートプレス等が挙げられる。特に上下面が曲面形状であったり、複雑な形状の光学素子を得る場合は、機械研磨よりプレス成型が有利である。
【００５７】
プレス成型により光学素子４を作製する場合、低軟化点または低粘度のガラスを用いることで、金型の劣化を抑制することができる。
【００５８】
プレス成型後、例えば火炎研磨を行なうことにより、容易に良好な表面粗さを得ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、光学素子４が角錐台形状である場合について説明したが、この構成に限定されず、太陽電池への集光が可能な形状を有するものであれば特に限定されない。また端面４１，４２は平面状でなくてもよく、凸状や凹状であってもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
表１は本発明の実施例（Ｎｏ．１、３、５、７）および比較例（Ｎｏ．２、４、６、８）それぞれ示している。
【００６２】
【表１】
【００６３】
各試料は次のようにして調製した。
【００６４】
まず、表に示す各組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１２００〜１６００℃で４時間溶融した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、アニール後、各測定に適した試料を作製した。
【００６５】
得られた試料について、熱膨張係数（３０−３００℃）、軟化点、各波長における内部透過率について、下記の方法により測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
熱膨張係数は熱膨張測定装置（ｄｉｌａｔｏ ｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。
【００６７】
軟化点はＡＳＴＭ ３３８−９３に基づくファイバー法により測定した。
【００６８】
内部透過率は、まず分光光度計（株式会社島津製作所製 ＵＶ−３１００）を用いて、厚さ５ｍｍ±０．１ｍｍおよび１０ｍｍ±０．１ｍｍの光学研磨された各試料について、波長２００〜８００ｎｍの範囲における表面反射損失を含む透過率を０．５ｎｍ間隔で測定し、得られた測定値から波長４００ｎｍ、３１５ｎｍおよび３００ｎｍにおける内部透過率を算出した。また、内部透過率が０％となる波長（紫外吸収端波長）を読み取った。
【００６９】
表１から明らかなように、実施例であるＮｏ．１、３、５、７のガラスは、波長４００ｎｍにおける内部透過率が９９．４％以上と高く、可視領域における透過率に優れていた。また、波長３１５ｎｍにおける内部透過率が５％以下、３００ｎｍにおける内部透過率が０％と低く、かつ、紫外吸収端波長が３１２ｎｍ以上であることから、紫外線遮蔽能が高いことがわかる。
【００７０】
一方、比較例であるＮｏ．２、４、６のガラスは波長４００ｎｍにおける内部透過率は９９．５％以上と高かったが、波長３１５ｎｍにおける内部透過率が７２％以上および３００ｎｍにおける内部透過率が２１％以上と高く、かつ、紫外吸収端波長が２９０ｎｍ以下であることから、紫外線遮蔽能が低いことがわかる。なお、Ｎｏ．８のガラスは、波長３１５ｎｍおよび３００ｎｍにおける内部透過率がいずれも０％であり、かつ、紫外吸収端波長が３７０ｎｍであることから、紫外線遮蔽能は高いが、波長４００ｎｍにおける内部透過率は３０％と低く、可視領域透過性に劣っていた。
【符号の説明】
【００７１】
１…集光型太陽光発電装置
２…集光光学系
３…集光部材
４…光学素子
４０…表面
４１、４２…端面
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ…側面
５…太陽電池
５０…受光面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とするガラス。
【請求項２】
ＳｎＯ２の含有量が０．１〜５％であることを特徴とする請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
さらに、質量％で、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％およびＺｎＯ ０〜２０％を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のガラス。
【請求項４】
肉厚１０ｍｍかつ波長４００ｎｍにおける内部透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
肉厚１０ｍｍかつ波長３１５ｎｍにおける内部透過率が６０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラスからなる集光型太陽光発電装置用光学素子。
【請求項７】
太陽電池と、太陽電池に集光する集光光学系とを備え、集光光学系が請求項６に記載の光学素子を有することを特徴とする集光型太陽光発電装置。
【請求項１】
集光型太陽光発電装置用光学素子に用いられるガラスであって、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜８５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ＣｅＯ２ ０．０１〜５％およびＳｎＯ２ ０〜５％を含有し、ＴｉＯ２を実質的に含有しないことを特徴とするガラス。
【請求項２】
ＳｎＯ２の含有量が０．１〜５％であることを特徴とする請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
さらに、質量％で、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％およびＺｎＯ ０〜２０％を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のガラス。
【請求項４】
肉厚１０ｍｍかつ波長４００ｎｍにおける内部透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
肉厚１０ｍｍかつ波長３１５ｎｍにおける内部透過率が６０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラスからなる集光型太陽光発電装置用光学素子。
【請求項７】
太陽電池と、太陽電池に集光する集光光学系とを備え、集光光学系が請求項６に記載の光学素子を有することを特徴とする集光型太陽光発電装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１０３８４６（Ｐ２０１３−１０３８４６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７０１１（Ｐ２０１１−２４７０１１）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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