CN1139996C - 光电解装置用太阳能电池组件及光电解装置 - Google Patents

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Abstract

一种光电解装置用太阳电池组件及光电解装置，其特征在于，设有将玻璃制容器31内分割成还原反应室32和氧化反应室33的氢离子传导型高分子电解质制的隔离构件34，它安装有如5行3列矩阵形太阳电池组件35；太阳电池组件35具有4个球状太阳电池元件(电动势：0.5～0.6V)串联构成的光电池阵(电动势：2.0～2.4V)，和阳极46及阴极48；太阳电池组件35安装于隔离构件34，使阳极46与氧化反应室33中电解液接触，使阴极48与还原反应室32中电解液接触；通过将太阳光照射到太阳电池组件35，利用其电动势对水进行电分解，从阴极48产生氢气，从阳极46产生氧气。

Description

光电解装置用太阳能电池组件及光电解装置
技术领域
本发明涉及光电解装置用太阳能电池组件及应用该太阳能电池组件的光电解装置，尤其涉及实际应用将多个球形太阳能电池元件串联连接产生所需电解电压的太阳能电池组件并用太阳能对电解液进行电解的技术。
背景技术
已往，人们用氧化钛产生的光电动势对水进行电解进行了试验，由于用氧化钛可变换能量的光波长在420nm以下，故用太阳光变换能量的效率极低，不实用。
另外，在美国专利No.4021323及本申请人的申请特开平6-125210中记载有利用浸渍在电解液中的太阳能电池产生的太阳光的光电动势对电解液进行电解的技术。
在上述美国专利公报中揭示了一种太阳能电池阵列，在球状结晶硅形成pn结，并对这些多个球状结晶(微光电池)形成共用的金属电极被膜，并记载有光化学能量变换装置，将上述同样的太阳能电池阵列浸渍在电解液中，利用太阳光产生的光电动势对氢碘酸或氢溴酸进行电分解。
所述特开平6-125210号公报揭示了一种光接收元件阵列，其构成是将多个球状结晶按矩阵状形成在半导体结晶板的表面附近并与半导体结晶板形成一体，各球状结晶的表面部分形成含有pn结的光电动势发生部，并在这些多个球状结晶上形成个别表面电极和共用的背面电极，还揭示了装有这种光接收元件阵列的光电解装置。
但是，按照上述两公报所记载的技术，由于能接收太阳光等的方向只限于单面，故难以提高利用空间光的光利用率。
由于光电动势的大小取决于形成pn结的球状结晶的串联数，故在固定形成太阳能电池阵或光接收元件阵的电极被膜情况下，有必要对每个光电解装置设计制作太阳能电池阵或光接收元件阵。因此，难以降低光电解装置用太阳能电池阵或光接收元件阵的制作成本，难以制作各种类型光电解装置或各种大小尺寸光电解装置适用的通用性好的太阳能电池阵或光接收元件阵
本发明的发明人对采用微光电池(或微光触媒)作用的球状半导体器件的光电解装置进行了研究。在这种光电解装置中，必须将多个小粒球状半导体器件配置固定在电解液中并可接收光，并可靠分离反应生成物，对于配置固定这样多个球状半导体器件的结构未见有任何提案。
本发明的目的在于提供一种采用多个独立粒状的球状太阳能电池元件的光电解装置用太阳能电池组件。本发明另一目的在于提供一种可对光电动势大小进行适当设定的光电解装置用太阳能电池组件。本发明的再一目的在于提供适用于各种光电解装置通用性好的光电解装置用太阳能电池组件。本发明的又一目的在于提供可接收各个方向来的太阳光的光电解装置用太阳能电池组件。
本发明的又一目的在于提供一种在电解用电极中能防止过电压且加速反应物脱离所述电极的光电解装置用太阳能电池组件。本发明又一目的在于提供一种具有触媒作用的电解用电极的光电解装置用太阳能电池组件。本发明的又一目的在于提供采用所述光电解装置用太阳能电池组件的光电解装置。
本发明的揭示
本发明的光电解装置用太阳能电池组件，备有多个球状太阳能电池元件，以电串联状态安放固定这些球状太阳能电池元件的透明筒状的保持构件，和液密状态安装于该保持构件两端部并露出保持构件外的一对电解用电极；每个所述球状太阳能电池元件备有p型或n型球状半导体结晶，形成在该球状半导体结晶表面部分具有pn结的光电动势发生部，和形成在相对于球状半导体结晶中心对称的两端部为取出所述光电动势发生部产生的光电动势的一对电极；用于在浸渍在电解液中状态下利用太阳光产生的光电动势对电解液进行电解。
这里，最好根据光电动势产生的光电动势电压和电解液所需电解电压对所述多个球状太阳能电池元件的数量进行设定。最好在所述一对电解用电极的所有表面形成具有触媒作用加快电解反应的金属被膜。最好在所述电解用电极与电解液接触的部位形成尖锐的尖锐部以降低过电压和加快脱离电解产生的反应生成物。
在所述光电解装置用太阳能电池组件中，由于以电串联状态将多个球状太阳能电池元件装在透明保持构件内部，所以能利用各方向入射的光产生光电动势。由于可改变串联的球状太阳能电池元件的数量自由设定光电动势大小，故适用于各种光电解装置的通用性变得极好。若在电解用电极的表面形成具有触媒作用的金属被膜，能因触媒作用而提高电解速度。若电解用电极形成尖锐部，则可谋求降低过电压并加速脱离反应生成物。
本发明的光电解装置，备有：内部盛有电解液且太阳光可导入内部的容器；以浸渍于电解液状态下配置在所述容器内接收太阳光产生光电动势的多个太阳能电池组件；和作为在这些太阳能电池组件的电解用阳极与电解用阴极之间进行隔离可将两电极生成的反应物分开的隔离构件并贯穿安装有多个太阳能电池组件的隔离构件，并且各太阳能电池组件备有：多个球状太阳能电池元件，其每一个具有p型或n型球状半导体结晶，形成在该球状半导体结晶表面部分具有pn结的光电动势发生部，和形成在相对于球状半导体结晶中心对称的两端部为取出所述光电动势发生部产生的光电动势的一对电极；以电串联状态安放固定这些球状太阳能电池元件的透明筒状的保持构件；和液密状态安装于该保持构件两端部并露出到电解液中的电解用阳极和电解用阴极。
最好是结构安排成至少可从上方向所述容器内照射太阳光。所述隔离构件可以由高分子电解质构成，此时，所述高分子电解质也可以是氢离子传导体。
在该光电解装置中，一旦照射太阳光，多个太阳能电池组件中就产生光电动势，在各太阳能电池的电解用阳极引起氧化反应，在电解用阴极引起还原反应。由于设有隔离构件能在阳极与阴极间分离两电极生成的反应物，故能用隔离构件分隔氧化反应生成物和还原反应生成物，照原样取出到外部。而且，多个太阳能电池组件贯穿安装于该分隔构件，使安装支持多个太阳能电池组件用的结构变得简单。
该光电解装置中各太阳能电池组件本身的作用与所述光电解装置用太阳能电池组件的相同。用高分子电解质构成所述分隔构件情况下，由于离子穿过分隔构件移动，故一边能保证分离反应生成物的作用一边又能使离子移动。例如，在需要使电解产生的氢离子穿过的情况下，可用氢离子传导型高分子电解质构成分隔构件。
附图概述
图1为实施例1光电解装置的纵剖面图，图2为图1中II-II线剖面图，图3为球形太阳能电池元件的剖面图，图4为光电解装置的太阳能电池组件的剖面放大图，图5为实施例2光电解装置的纵剖面图，图6为图5的VI-VI线剖面图，图7为图5中光电解装置的太阳能电池组件的剖面放大图，图8为实施例3光电解装置的分解立体图。
实施本发明的最佳形态
下面，参照附图说明本发明的实施例。
实施例1(参看图1～图3)
该实施例中的光电解装置1是一种利用太阳能产生的光电动势对含有水和碳酸气的电解液进行电分解(电解)以产生甲烷气体(CH4)和氧气的装置。
如图1，图2所示，该光电解装置1具有：盛放电解液剖面为圆形的容器2；设置在该容器2中心部的圆筒形隔离构件3；径向贯穿安装在该隔离构件3的多个太阳能电池组件10；形成在容器2底壁部2a的供水用第一供给口4及供水和碳酸气用第二供给口5；各自呈管状并一体形成在容器2的顶盖部2c的取出甲烷气体用的第一导出口6及取出氧气用的第二导出口7。
所述容器2具有：不锈钢等金属制的底壁部2a；嵌合在该底壁部2a上端用无机粘接剂粘接的透明玻璃制圆筒壁部2b；嵌合在圆筒壁部2b上端可开闭盖合的玻璃制顶盖部2c，第一、第二供给口4、5形成在底壁部2a，第一、第二导出口6、7形成在顶盖部2c。
所述圆筒形隔离构件3由氢离子传导型的高分子电解质(例如，氟磺酸)构成，隔离构件3的下端部呈液体密封状态外嵌在底壁部2a的凸台部2d上。隔离构件3取这样的结构，以通过中心的铅垂面2分割成2个分割体3a、3b，以便安装太阳能电池组件10，再在接合面3c焊接而成。当太阳能电池组件10的长度作得比隔离构件3内径小时，可将隔离构件3作成一个整体零件。
隔离构件3的内部是还原反应室8，圆筒壁部2b与隔离构件3间的空间是氧化反应室9，太阳能电池组件10的电解用阴极14与还原反应室8中电解液接触，其电解用阳极13与氧化反应室9中电解液接触。
所述第一供给口4从底壁部2a的开口孔2e连通到氧化反应室9，第二供给口5从凸台部2d的开口孔2f连通还原反应室8。第一导出口6连通到还原反应室8的上端，第二导出口7连通到氧化反应室9的上端。
如图1、图2所示，在本实施例中总共设有18个太阳能电池组件10，这些太阳能电池组件10的配置从平面看圆周方向上如相隔60°，它们的电解用阴极14彼此离得尽量远，在高度方向上的配置具有18级不同高度。
如图3、图4所示，太阳能电池组件10具有：直径如0.5～2.0mm的4个球状太阳能电池元件11；透明石英玻璃管制作的保持构件12，用于按电串联状态放置保持这些球状太阳能电池元件11；相对于液体呈密封状态安装于该保持构件12两端部并露出保持构件12外侧的电解用阳极13(氧化电极)及电解用阴极14(还原电极)。
如图3所示，球状太阳能电池元件11(微光电池)具有：球状P型单晶硅15；将磷(P)热扩散在该球状表面大部分形成的n+扩散层16；大致为球面状的Pn-结17；在相对于P型单晶硅15中心对称的两端部形成的负极18及正极19；防反射膜20，在该球状太阳能电池元件11形成含有pn-结17的光电动势发生部(光电动势：0.5～0.6V)。所述n+扩散层16的磷浓度为2×1020cc-1左右，pn+结17形成在球状表面至0.5～1.0μm左右深度位置。正极19电连接于P型单晶硅15表面，负极18电连接于n+扩散层16的表面。正极19是由钛(Ti)蒸镀膜和其外面的镍(Ni)蒸镀膜构成的厚如1.0μm的欧姆接触，负极18也是同样结构的欧姆接触。
防反射膜20形成在除负极18及正极19的表面以外的整个表面上，由SiO2被膜(如厚：0.3～0.7μm)和其表面的TiO2被膜(如厚：0.3~1.0μ)构成。
制作球状太阳能电池元件11时，如利用垂直下落管上端侧的电磁悬浮过热装置熔融P型硅粒保持悬浮状态，使该溶液在下落管的真空中一边下落一边凝固，作成球状P型单晶硅，对该球状P型单晶硅施以与半导体集成电路制造技术中适用的各种公知处理同样的种种处理，就能作成球状太阳能电池元件11。
如图4所示，4个球状太阳能电池元件11收放在保持构件12内部作为串联连接的太阳能电池阵21(光电动势：2.0~2.4V)，电解用阳极13电连接于太阳能电池阵21的正极19，电解用阴极14电连接于太阳能电池阵21的负极18。阳极13的结构包含：由镍(Ni)、铁(Fe)或它们的合金构成的阳极主体13a；和镀在其外面具有触媒作用的白金(Pt)的被膜13b，阴极14结构上包含：由镍(Ni)、铁(Fe)或它们的合金构成的阴极主体14a；和镀在其外面具有触媒功能的铜(Cu)或铜合金的被膜14b。阳极13的阳极主体13a为嵌插在保持构件12内经熔化玻璃呈液体密封状态的结构，阳极13的前端部构成尖锐的尖锐部13c以便降低过电压和有利脱离反应生成物。
阴极14的阴极主体14a为嵌插在保持构件12内经熔化玻璃呈液体密封状态的结构，阴极14的前端部形成横向T形的系止部14d，系止部14d的中部形成尖锐的尖锐部14c以便降低过电压和有利于脱离反应生成物。系止部14d的宽度与保持构件12的外径大致相同，系止部14d的高度比保持构件12的外径大。
在粘接隔离构件3的一对2分割体3a、3b之前，在各2分割体3a、3b的贯通孔内侧设置绝缘材料环状衬垫22，在这种状态下，从内侧贯穿衬垫22和贯通孔将太阳能电池组件10装入，之后，将2分割体3a、3b对齐，在对齐面3c粘接。
下面，说明上述光电解装置1的工作。
若从该光电解装置11的上方，如箭头A所示那样，或箭头B所示那样，或从其它各个方向照射太阳光，则太阳能电池组件10中各球状太阳能电池元件11的光电动势发生部会产生约0.5~0.6V的光电动势。在球状太阳能电池元件11中，因pn-结17沿大部分球状p型单晶硅15的表面形成，故能有效地吸收入射到光电动势发生部的400～1000nm波长的入射光，进行光电变换，不仅是直接入射的太阳光，还有容器2底面或其它面的反射光，或在容器2内反复反射形成的漫射光，都能被有效地吸收，进行光电变换。太阳能电池阵21由4个球状太阳能电池元件11串联连接而成，在太阳能电池阵21中产生约2.0～2.4V的光电动势，呈现在阴极14和阳极13上。
在氧化反应室9中，水在阳极13表面分解成氢离子(H+)和氧离子(O-)，同时氧离子氧化生成氧气(O2)。氢离子(H+)透过氢离子传导型高分子电解质构成的隔离构件3，移动到还原反应室8内，在阴极14的表面产生由二氧化碳(CO2 -)和氢离子(H+)还原反应生成的甲烷气体(CH4)。氧化反应室9中产生的氧气从第二导出口7导出到图示外的外部气体通路，在还原反应室8中产生的甲烷气体从第一导出口6导出到图示外的外部气体通路。
在该太阳能电池组件10中，通过改变球状太阳能电池元件11的串联连接数，就能改变光电动势的大小，可方便地适用于种种光电解装置。由于保持构件12是透明的，球状太阳能电池元件11几乎吸收全方位的入射光，故有利于入射方向变化的太阳光的光电变换。阳极13与阴极14形成有前尖锐部13c、14c，故能谋求降低过电压，有利于脱离反应生成物，促进电解反应。阳极13和阴极14表面形成有具有触媒功能的被膜13b、14b，故能加快氧化反应及还原反应。
在所述光电解装置1中，由于用透明玻璃构成容器2的圆筒壁部2b和顶盖部2c，故各个方向来的光都可入射到太阳能电池组件10。由于利用氢离子传导型高分子电解质构成的隔离构件3对氧化反应室9和还原反应室8进行隔离，并将太阳能电池组件10安装于该隔离构件3，所以隔离构件3可完成分离反应生成物(氧气和甲烷气体)的功能，使氢离子透过的功能，支撑多个太阳能电池组件10的功能等3种功能，从而使光电解装置1的结构简单。由于结构上用多个太阳能电池组件10产生光电动势，故不言而喻，具有所述太阳能电池组件10的作用的效果。
在上述实施例中，虽以利用太阳能产生的光电动势从水和二氧化碳气体产生甲烷气体和氧气的光电解装置1为例进行了说明，但除此之外，还可对二氧化碳进行电解还原反应，生成乙烯(CH2＝CH2)，甲醇(CH3OH)，乙醇(C2H5OH)，甲酸(HCOOH)，草酸(COOH)2等。此时，通过对太阳能电池组件10中球状太阳能电池元件11的串联连接数进行适当设定，从而对太阳能电池阵21的光电动势大小进行适当设定，且阴极14或其具有触媒功能的被膜14b最好用铜或铜合金制作。
实施例2(参看图5～图7)
该实施例中的光电解装置30，是一种利用太阳能产生的光电动势对作为电解液的水进行电分解产生氢气(H2)和氧气(O2)的装置。
如图5、图6所示，该光电解装置30具有：剖面为圆形的容器31；将其内部隔离成还原反应室32和氧化反应室33的隔离构件34；以穿通状态安装在该隔离构件34的如15个太阳能电池组件35。所述容器31由透明石英玻璃构成，该容器31具有：底壁31a；与该底壁31a成一体的圆筒壁部31b；可开闭盖住该圆筒壁部31b上端的盖板31c。在圆筒壁部31b内面相对的部位固定安装有形成垂直凹槽36a的石英玻璃或不锈钢制的导轨构件36。圆筒壁部31b的下部形成一个供水口37，该供水口37接有供水管38。圆筒壁部31b的上端部形成有为从氧化反应室33上端导出氧气的第一导出口39及为从还原反应室32上端导出氢气的第二导出口40。
与上述实施例的分隔构件3一样，分隔构件34用氢离子传导型的高分子电解质形成薄板形，滑动配合安装在一对导轨构件36的凹槽36a内，在分隔构件34的下端附近形成有水流通用的开孔34a。
15个太阳能电池组件35以贯穿分隔构件34的状态配置成5行3列的矩阵状，这些太阳能电池组件35的电解用阴极48设计成与还原反应室32内的电解液接触，电解用阳极46设计成与氧化反应室33内的电解液接触。
如图7所示，太阳能电池组件35具有：由中间的中继导体41和经该中继导体41串联连接的4个球状太阳能电池元件42构成的太阳能电池阵43；由串联状态安放所述太阳能电池阵43的石英玻璃管构成的保持构件44；与光电池阵43正极45电连接的电解用阳极46，和与光电池阵43负极47电连接的电解用阴极48。
球状太阳能电池元件42的结构和作用与上述实施例球状太阳能电池元件11的相同，故省略其说明。球状太阳能电池元件42的光电动势为0.5~0.6V，太阳能电池阵43的光电动势为2.0~2.4V。阳极46由铁镍合金制的阳极本体46a和其前端具有触媒作用的白金被膜46b构成，在阳极46的前端部形成尖锐部46c以降低过电压并加快脱离反应生成物。阴极48由铁镍合金制的阴极本体48a和其前端面具有触媒作用的铱(Ir)或铱合金被膜48b构成并与阳极46形状相同，在阴极48的前端部形成尖锐部48c以降低过电压和加速脱离反应生成物。且中继导体41也可用铁镍合金制作。
如图5、图6所示，各太阳能电池组件35构成的状态是，贯穿形成在隔离构件34的通孔，安装成其长度方向的中部位于隔离构件34所在位置，阳极46露出在氧化反应室33，阴极48露出在还原反应室32。
下面，说明该光电解装置30的作用。
若从该光电解装置30的上方，如箭头C所示或箭头D所示，或从其它各个方向照射太阳光，则太阳能电池组件35中各球状太阳能电池元件42的光电动势发生部产生约0.5~0.6V的光电动势，太阳能电池阵43产生约2.0~2.4V的光电动势，呈现在阳极46和阴极48。在氧化反应室33中的阳极46的表面，水被分解成氢离子(H+)和氧离子(O--)，同时，氧离子氧化产生氧气(O2)。氢离子(H+)穿过氢离子传导型高分子电解质构成的隔离构件34进入还原反应室32，在阴极48表面氢离子(H+)发生平原反应，生成氢气。氧化反应室33中产生的氧气从第一导出口39导向图示外的外部气体通路，还原反应室32中产生的氢气从第二导出口40导向图示外的外部气体通路。
该光电解装置30中太阳能电池组件35除了具有与上述实施例1中太阳能电池组件10相同的作用和效果外，由于保持构件44的长度方向中部具有中继导体41，还有利于提高保持构件44的强度和刚性，有利于将太阳能电池组件35安装在隔离构件34上。改变中继导体41的长度就能改变球状太阳能电池元件42的串联数。然而，中继导体41并非必需，也可省略。在该光电解装置30中，由于通过一对导轨构件36中凹槽36a可自由装卸隔离构件34，能取出隔离构件34和太阳能电池组件35，故有利于太阳能电池组件35的维修。
实施例3(参照图8)
该实施例中光电解装置50与上述实施例2一样，是一种利用太阳能产生的光电动势对作为电解液的水进行电分解产生氢气(H2)和氧气(O2)的装置。
如图8所示，该电解装置50具有：如不锈钢制的箱体容器51；可开闭盖住容器51上端的玻璃制透明盖板52；将容器51内部分隔成6个反应室53a、53b的5块隔离板54(隔离构件)；安装在各隔离板54如21个太阳能电池组件55；供水管56；氧气导出管57；和氢气导出管58。容器51前后侧壁内面的安装隔离板54的5个部分是玻璃制或不锈钢制的导轨构件56，用于安装隔离板54，与上述实施例2中导轨构件36一样，5对导轨构件56分别相对安装。各隔离板54与一对导轨构件56的凹槽气密结合安装并可取出。容器51的上端部与法兰盘51a形成一体。盖板52的下面固定安装有与法兰盘51a对应的密封件和与5个隔离板54对应的密封件，将盖板52安置在容器51的上端，借助图示外的紧固件和多个螺钉将盖板52固定于法兰盘51a并可解除该固定。
隔离板54的下端部的前端形成让水通过的切口54a，6个反应室53a、53b经切口54a连通。
各隔离板54与上述实施例中隔离构件3、34一样，用氢离子传导型的高分子电解质作成薄板形，6个反应室53a、53b配置得使还原反应室53a与氧化反应室53b交替设置。
所述氢气导出管58连接3个还原反应室53a的上端部的气相部，氧气导出管57连接3个氧化反应室53b的上端部的气相部。与上述实施例2中太阳能电池组件35同样结构同样功能的21个太阳能电池组件55呈贯穿、矩阵状安装于各隔离板54，这些太阳能电池组件55的电解用阴极安装成露出在还原反应室53a的电解液内，电解用阳极安装成露出在氧化反应室53b的电解液内。
下面说明该光电解装置50的作用。
在容器51内作为电解液的水储存到规定液位状态下，若从光电解装置50的上方按箭头E所示照射阳光，各太阳能电池组件55中就产生2.0~2.4V的光电动势，因此，与上述实施例2一样，在还原反应室53a从阴极表面产生氢气，在氧化反应室53b从阳极表面产生氧气。氢气从氢气导出管58供给氢气收容箱，氧气从氧气导出管57供给氧气收容箱。
在该光电解装置50中，由于在还原反应室53a中可配置多个太阳能电池组件55的阴极，在氧化反应室53b中可配置多个太阳能电池组件55的阳极，故能很好适合大容量的光电解装置。由不锈钢制容器51的侧面和底面反射的光也能导入电解液中。由于太阳能电池组件55可与隔离板54一起取出，故有利于对太阳能电池组件55的清洗等维护工作。该光电解装置50中的太阳能电池组件55本身具有与上述实施例中太阳能电池组件10、35大致相同的作用和效果。
在不脱离本发明宗旨范围内，对以上实施例1～3部分变化的变化状态进行说明。
1)在球状太阳能电池元件11中，也可设置n型单晶硅和p+扩散层来替代p型单晶硅15和n-扩散层16。也可采用锗(Ge)、硅和锗的混晶Si-Ge、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等单晶或多晶半导体来替代单晶硅作为构成球状结晶的半导体。
2)上述电解装置1，30，50不限定于上述实施形态，本发明的太阳能电池组件和光电解装置适用于对各种电解液电解的各种光电解装置。此时，可根据所需电解电压对球状太阳能电池元件11的串联数进行适当的设定，从而对太阳能电池组件的电动势进行了设定。
3)电解用阳极、阴极的材料也不限定于上面所述的。形成在阳极或阴极的尖锐部13c、14c、46c、48c不是必须的，可以省略。阳极表面具有触媒功能的被膜或阴极表面具有触媒功能的被膜所用的材料也不限定于上面所述的，可根据反应生成物选用功能材料。
4)所述隔离构件3，34或隔离板54可用上述以外的氢离子传导型高分子电解质构成，或有时根据反应生成物用阳离子传导型或阴离子传导型的高分子电解质构成。在隔离构件3，34或隔离板54形成电解液流通开孔(相当于开孔34a、切口54a)情况下，由于电解液中离子经该电解液流通开孔移动，故未必一定用离子传导型高分子电解质构成隔离构件3，34或隔离板54，也可用对电解反应生成的气体具有分离功能的气体分离材料构成。例如，在要对电解反应生成的氢气和氧气加以分离的情况下，可用聚氨基甲酸(polyurethane)或聚碳酸酯等气体分离材料构成。然而，太阳能电池组件小而轻，故隔离构件3，34或隔离板54也未必作成板状，也可用对一种或多种气体具有分离功能的膜体构成，也可用该膜体和支持膜体外周部的金属制或玻璃制的框架构成。

Claims (8)

1.一种光电解装置用太阳能电池组件，其特征在于，
备有多个球状太阳能电池元件，以电串联状态安放固定这些球状太阳能电池元件的透明筒状的保持构件，和液密状态安装于该保持构件两端部并露出保持构件外的一对电解用电极；
每个所述球状太阳能电池元件备有p型或n型球状半导体结晶，形成在该球状半导体结晶表面部分具有pn结的光电动势发生部，和形成在相对于球状半导体结晶中心对称的两端为取出所述光电动势发生部产生的光电动势的一对电极；
用于在浸渍在电解液中状态下利用太阳光产生的光电动势对电解液进行电解。
2.如权利要求1所述的光电解装置用太阳能电池组件，其特征在于，根据光电动势产生的光电动势电压和电解液所需电解电压对所述多个球状太阳能电池元件的数量进行设定。
3.如权利要求1或2所述的光电解装置用太阳能电池组件，其特征在于，在所述一对电解用电极的所有表面形成具有触媒作用加快电解反应的金属被膜。
4.如权利要求3所述的光电解装置用太阳能电池组件，其特征在于，在所述电解用电极与电解液接触的部位形成尖锐的尖锐部以降低过电压和加快脱离电解产生的反应生成物。
5.一种光电解装置，其特征在于，备有：内部盛有电解液且太阳光可导入内部的容器；以浸渍于电解液状态下配置在所述容器内接收太阳光产生光电动势的多个太阳能电池组件；和作为在这些太阳能电池组件的电解用阳极与电解用阴极之间进行隔离可将两电极生成的反应物分开的隔离构件并贯穿安装有多个太阳能电池组件的隔离构件，
并且进一步备有：
多个球状太阳能电池元件，每个所述球状太阳能电池元件具有p型或n型球状半导体结晶，形成在该球状半导体结晶表面部分具有pn结的光电动势发生部，和形成在相对于球状半导体结晶中心对称的两端为取出所述光电动势发生部产生的光电动势的一对电极；
以电串联状态安放固定这些球状太阳能电池元件的透明筒状的保持构件；和
液密状态安装于该保持构件两端部并露出到电解液中的电解用阳极和电解用阴极。
6.如权利要求5所述的光电解装置，其特征在于，结构安排成至少可从上方向所述容器内照射太阳光。
7.如权利要求5所述的光电解装置，其特征在于，所述隔离构件由高分子电解质构成。
8.如权利要求7所述的光电解装置，其特征在于，所述高分子电解质是氢离子传导体。
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