JP2000277165A

JP2000277165A - 光充電式二次電池

Info

Publication number: JP2000277165A
Application number: JP11078189A
Authority: JP
Inventors: Ritsuko Inoue; 律子井上; Koichiro Hikuma; 弘一郎日隈; Haruo Watanabe; 春夫渡辺; Tomiichi Watanabe; 富一渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】光電変換素子の一部が遮光された場合でも十
分な充電性能を維持する。【解決手段】可撓性を有する光電変換シート３を、充
放電可能な蓄電池４に対して電気的に接続する。光電変
換シート３上に形成される複数の光電変換素子１１を、
それぞれ、この光電変換シート３の長手方向に対して並
行に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子によ
って蓄電池を充電する構成とされた光充電式二次電池に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光電変換素子は、太陽電池とも言われて
おり、太陽光等の光エネルギを電気エネルギに変換する
素子である。この光電変換素子は、光エネルギから電気
エネルギを取り出す際に、従来から利用されてきた化石
燃料等と異なり、二酸化炭素等の排出物を出さない。ま
た、光電変換素子は、ほぼ無尽蔵と言われている太陽光
等の光エネルギから電気エネルギを取り出すことができ
るために、半永久的に発電を行うことができる。そのた
め、光電変換素子は、地球環境問題に鑑みて、その利用
用途や利用規模が今後も益々拡大してゆくものと考えら
れている。

【０００３】しかしながら、光電変換素子は、太陽光等
の光エネルギに時間的な変動が大きい場合が多く、この
光エネルギを変換して発電した電気エネルギにも時間的
な変動が大きくなってしまうために、電気機器の直接の
電源とすることには適さない場合が多い。また、光電変
換素子は、太陽光等の光エネルギが空間的に希薄な状態
で存在していることから、利用に適した所定量の電力を
得るためには大きな受光面積を必要とする。

【０００４】したがって、光電変換素子は、電気器の補
助的な電源として、又は変換した電気エネルギを一度蓄
電池に充電し、この蓄電池から放電させて利用するとい
った用途で用いられている。

【０００５】一方、電気機器は、近年の各種加工技術の
進展により、小型化が進んでおり、携帯型の機器とされ
ることが多い。そのため、電気機器は、その電源とし
て、通常、携帯に便利で手軽に利用することができる乾
電池が用いられている。

【０００６】そこで、上述したような光電変換素子の利
点と、乾電池の利便性とを組み合わせた光充電式二次電
池が、例えば特開昭６３−３１４７８０号公報「電池」
や特開平２−７３６７５号公報「円筒形充電式太陽電
池」等に記載されているように、提案されている。この
ような従来の光充電式二次電池は、発電部としての光電
変換素子と、充放電部としての蓄電池とを円筒形規格電
池型に組み合わせて使用することによって、通常用いら
れている電気機器を、光エネルギによって生産した電力
により駆動させることを実現している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光充填式二次電池は、一方向から照射される太陽光等の
光エネルギを、蓄電池の外表面積の全てを有効に活用し
て光電変換素子に受光させることが困難なばかりか、そ
の構造上、蓄電池の外表面積を超えて光電変換素子の受
光面積を備えることができない。そのため、従来の光充
電式二次電池は、蓄電池を充電する際の充電時間が実用
に耐えないほど長く、さらには光電変換素子が蓄電池を
充電するために必要な電力すら発電できないことがある
といった問題があった。

【０００８】そこで、本発明の発明者らは、鋭意検討を
行った結果、可撓性を有する光電変換素子と蓄電池とを
組み合わせた構成とすることによって、太陽光等の光エ
ネルギを通常用いられている電気機器の電源として利用
することを可能とした光充電式二次電池を発明した（特
願平１０−３５１５０５号）。この発明により、本発明
者らは、実用的な充電性能を備えるとともに、通常用い
られている電気機器の電源としての利用が容易である光
充電式二次電池を実現している。

【０００９】ところで、上述したような光充電式二次電
池は、蓄電池を充電する際に、可撓性を有する光電変換
素子を引き延ばし、受光面積を大きくして使用する。こ
のとき、光電変換素子には、光が十分に照射される部分
と、遮蔽物等に遮られて十分な光が照射されない部分と
が生じてしまう場合が考えられる。光充電式二次電池
は、この場合に、十分な光が照射されない部分に位置す
る光電変換素子が効率よく発電することができなくなっ
て素子全体としての発電効率が低下し、延いては充電性
能が低下してしまう虞があった。

【００１０】そこで、本発明は、光電変換素子が複数形
成された可撓性を有する光電変換シートと蓄電池とを組
み合わせたことによって実用に十分耐え得る充電性能を
備えるとともに、この光電変換素子の一部に光が十分に
照射されない場合であっても十分な充電性能を維持する
ことが可能な光充電式二次電池を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光充電式二
次電池は、充放電可能な蓄電池と、少なくとも充電時に
は当該蓄電池と電気的に接続されるとともに可撓性を有
する光電変換シートとを備える。上記光電変換シートに
は、その長手方向に対して並行に配置されて電気的に直
列接続された複数の光電変換素子が形成されてなる。

【００１２】以上のように構成された光充電式二次電池
は、電気的に直列接続された複数の光電変換素子が、光
電変換シートの長手方向に対して並行に配置されている
ことから、この光電変換素子の一部に光が十分に照射さ
れない場合であっても、光電変換シート全体での発電効
率が低下してしまうことを防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、本
発明を適用した光充電式二次電池として、図１乃至図３
に示すような光充電式二次電池１について説明すること
とする。

【００１４】本発明に係る光充電式二次電池１は、円筒
状の巻き芯部２と、この巻き芯部２に対して捲回された
引き延ばし自在に配設された可撓性を有する光電変換シ
ート３と、巻き芯部２の内部に設けられた蓄電池４及び
制御回路部５とを備える。光充電式二次電池１は、図１
及び図２に示すように、光電変換シート３を巻き芯部２
に捲回した状態で、全体円筒形状を呈する。また、光充
電式二次電池１は、図３に示すように、光電変換シート
３を巻き芯部２から引き延ばした状態で、光電変換シー
ト３に受光させて蓄電池４を充電する。

【００１５】巻き芯部２は、例えばＡＢＳ樹脂等の樹脂
材料によって円筒形状に形成されている。巻き芯部２
は、光電変換シート３が捲回される幅よりも僅かに長く
形成されている。したがって、光充電式二次電池１は、
巻き芯部２が光電変換シート３の全幅に亘って巻き取る
ことができ、この光電変換シート３がはみ出してしまう
ことがない。また、巻き芯部２には、その両端部にそれ
ぞれ上部フランジ６と下部フランジ７とが設けられてい
る。

【００１６】上部フランジ６及び下部フランジ７は、巻
き芯部２と同様な材料によって略円形平板状に形成され
ており、接着剤等の固定手段により、巻き芯部２の両端
部にそれぞれ固定されている。なお、上部フランジ６及
び下部フランジ７は、巻き芯部２と一体に形成されてい
てもよい。

【００１７】上部フランジ６及び下部フランジ７は、そ
の径が、巻き芯部２に捲回された状態での光電変換シー
ト３の径と略同一、若しくはやや大となるように形成さ
れている。これにより、上部フランジ６及び下部フラン
ジ７は、光電変換シート３の側縁部を保護することがで
きるとともに、引き延ばされた光電変換シート３を巻き
芯部２に巻き取る際のガイドとなり、位置ずれせずに光
電変換シート３を巻き芯部２に捲回させることができ
る。

【００１８】巻き芯部２、上部フランジ６及び下部フラ
ンジ７は、電気絶縁性を示す材料によって形成されるこ
とが望ましい。これにより、光充電式二次電池１は、内
部の配線等がこれら各部を介して短絡したり、これら各
部が例えば電気機器の電池収納部の端子等に接触するこ
とによって電気的に短絡したりといったことを防止する
ことができる。

【００１９】また、巻き芯部２、上部フランジ６及び下
部フランジ７は、断熱特性の優れた材料によって形成さ
れることが望ましい。これにより、光充電式二次電池１
は、例えば自動車のダッシュボードに放置される等して
高温に晒された場合に、内部に収納した蓄電池４の温度
が上昇して破損してしまうことを防止することができ
る。巻き芯部２、上部フランジ６及び下部フランジ７
は、同様の理由から、例えば白色等のように、光や熱を
吸収しにくい色に着色されていることが望ましい。

【００２０】上部フランジ６と下部フランジ７とには、
それぞれ正極端子８と負極端子９とが設けられている。
正極端子８と負極端子９とは、導電性材料によって形成
されており、それぞれ図示しない結線手段により、制御
回路部５の所定の端子と電気的に接続されている。

【００２１】光電変換シート３は、図４及び図５に示す
ように、可撓性を有して略矩形シート状に形成されたシ
ート状基板１０と、このシート状基板１０上に配置され
た複数の光電変換素子１１とによって構成されている。

【００２２】シート状基板１０は、例えばポリエステル
等の絶縁性を有する材料によって形成され、可撓性を有
するようにシート状に形成されている。

【００２３】各光電変換素子１１は、シート状基板１０
上に、第１の電極層１２と、光電変換層１３と、第２の
電極層１４とがそれぞれ薄膜状に順次積層して形成され
てなる。光電変換素子１１を構成する各層は、例えば、
スパッタ法や蒸着法に代表される各種ＰＶＤ法、又はプ
ラズマＣＶＤ法やＭＯＣＶＤ法に代表される各種ＣＶＤ
法によってシート状基板１０上に薄膜状に形成されてい
る。光電変換素子１１は、各層が薄膜状に形成されてい
ることによって、シート上基板１０と同様に十分な可撓
性を有している。

【００２４】光電変換シート３においては、各光電変換
素子１１が互いに電気的に直列に接続されており、短手
方向の両端部に位置する光電変換素子１１の電極層にそ
れぞれ正極端子１２ａと負極端子１４ａとが形成されて
いる。正極端子１２ａと負極端子１４ａとは、それぞれ
結線部材１５を介して制御回路部５の所定の端子と電気
的に接続されている。

【００２５】また、光電変換素子１１は、シート状基板
１０とは反対側、すなわち外方に臨む側の主面１１ａか
ら太陽光等の光が入射される構成とされている。第１の
電極層１２及び第２の電極層１４は、導電性材料によっ
て形成されており、光電変換層１３に対して一対の電極
としての機能を果たしている。光電変換層１３は、例え
ば、ａ−Ｓｉのｐｉｎ接合構造に代表される非結晶半導
体薄膜を備えて形成されて、太陽光等の光が入射される
ことによって起電力が生ずる構成とされ、いわゆる光電
変換効果を有する膜構成で形成されている。

【００２６】光電変換層１３は、例えばペリレン等のｐ
型有機半導体と、例えば銅フタロシアニン等のｎ型有機
半導体とにより形成されるｐｎ接合構造であってもよ
い。なお、光電変換層１３は、上述した薄膜構造に限定
されるものではなく、十分な可撓性を有して光電変換効
果を有する膜構成で形成されていればよい。

【００２７】なお、第１の電極層１２は、例えば、Ａ
ｇ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｕ等の金属材料によって形成
されて、光電変換層１３に受光させる光に対する反射率
が高くなるように形成されていることが望ましい。これ
により、光電変換層１３を透過した光を反射して再び光
電変換層１３に入射させ、光電変換層１３の光電変換効
率を向上させることができる。また、第２の電極層１４
は、例えば、Ｚｎ，ＳｎＯ₂或いはＩｎ₂Ｏ₃等の金属酸
化物を主成分とする材料によって形成された、いわゆる
透明電極として形成されていることが望ましい。これに
より、光電変換層１３に受光させる光を効率よく透過し
て、光電変換層１３の光電変換効率を向上させることが
できる。

【００２８】なお、図４及び図５においては、特定の光
電変換素子１１の第１の電極層１２及び第２の電極層１
４が、それぞれ、この光電変換素子１１と隣接する別の
光電変換素子１１の第２の電極層１４及び第１の電極層
１２とされて、複数の光電変換素子１１が各々の電極層
を共有する構成とされた例を示す。これにより、光電変
換シート３においては、隣接する光電変換素子１１同士
が電気的に直列接続された構成とされている。

【００２９】この場合には、例えば、第１の電極層１２
及び第２の電極層１４を、上述したようにＺｎ，ＳｎＯ
₂或いはＩｎ₂Ｏ₃等の金属酸化物を主成分とする材料に
よって形成し、第１の電極層１２とシート状基板１０と
の間に、例えば金属材料等によって形成された光反射層
（図示せず）を備えて形成してもよい。これにより、各
光電変換素子１１は、第２の電極層１４を介して十分な
量の光を受光することができるとともに、光反射層によ
って光電変換効率を向上させることができる。

【００３０】また、この場合には、各光電変換素子１１
同士が、その長手方向の長さと略同等の長さの電極によ
って「線」で接続されていることとなる。したがって、
例えば、各光電変換素子１１同士が、例えばリード線等
によって「点」で接続された場合と比較して、断線等の
結線不良が生じてしまう虞を低減することができる。ま
た、これにより、後述するように、光電変換素子１１上
に光が十分に照射されない部分が生じた場合であって
も、光が照射された部分で発電した電力を、正極端子１
２ａ及び負極端子１４ａに対して確実に供給することが
できる。

【００３１】また、光電変換シート３においては、その
長手方向に対して並行に各光電変換素子１１が配置され
ている。すなわち、各光電変換素子１１の一対の電極層
は、光電変換シート３の長手方向と並行になるように配
設されている。これにより、光充電式二次電池は、蓄電
池を充電するために光電変換シート３を引き延ばした際
に、この光電変換素子の一部に光が十分に照射されない
場合であっても、光電変換シート全体での発電効率が低
下してしまうことを防止することができる。

【００３２】具体的には、例えば、図６に示すように、
光電変換シート３を引き延ばして蓄電池４を充電する際
に、この光電変換シート３は、長尺形状を呈しているた
めに、ゴミ等の遮蔽物２０によって、その短手方向を横
断するように遮光されてしまう場合が考えられる。この
場合でも、光電変換シート３は、光が照射されている部
分で各光電変換素子１１が十分に発電を行うことができ
るとともに、各光電変換素子１１が直列に接続されてい
ることから、各光電変換素子１１の内部抵抗が極端に上
昇してしまうことがなく、正極端子１２ａと負極端子１
４ａとの位置で十分な電圧を維持することができる。

【００３３】以下では、本発明の優位性を検証するため
に、図７に示すように、各光電変換素子１１が光電変換
シート３の短手方向に対して並行に配設されているとし
た場合について説明することとする。なお、図７に示す
光電変換シートは、各光電変換素子の配設方向のみが本
発明と異なるため、図６と同一の符号を付して説明する
こととする。

【００３４】この場合には、図６と同様に、光電変換シ
ート３は、その短手方向を横断するように遮蔽物２０に
よって遮光されてしまうと、遮光された光電変換素子１
１では、電流が流れる全幅に亘って遮光部が生じてしま
うため、内部抵抗が極端に上昇してしまう。このとき、
光電変換シート３は、各光電変換素子１１が直列に接続
されていると、遮光されて内部抵抗が上昇した光電変換
素子１１によって、全体での電流値が極端に低下してし
まう。

【００３５】これに対して、本発明に係る光電変換シー
ト３は、上述したように、短手方向を横断するように遮
蔽物２０によって遮光された場合でも、各光電変換素子
１１の内部抵抗が極端に上昇することを防止することが
でき、光電変換シート３全体での電流値の低下を防止し
て、十分な電力を維持することができる。

【００３６】また、光電変換シート３は、巻き芯部２に
対して捲回されて引き延ばし自在に配設されており、最
内周側となる一側が巻き芯部２に接続固定されている。
光電変換シート３は、上述した正極端子１２ａ及び負極
端子１４ａが、この最内周側の一側に設けられている。

【００３７】さらに、光電変換シート３は、巻き芯部２
に対して捲回した状態で、その受光面が内側となるよう
に配設されている。これにより、光充電式二次電池１
は、光電変換シート３が巻き芯部２に捲回されて放電使
用される際に、光電変換シート３の受光面が外方に露出
することがなく、受光面が傷つく等して破損してしまう
ことを防止することができる。

【００３８】なお、本実施の形態においては、光電変換
シート３が、その受光面を内側にして巻き芯部２に捲回
されるように配設されるとしたが、このような構成に限
定されるものではなく、例えば、光電変換シート３が、
その受光面を外側にして巻き芯部２に捲回されるように
配設してもよい。これにより、光充電式二次電池１は、
光電変換シート３を引き延ばさずに巻き芯部２に捲回し
たままの状態であっても、蓄電池４を充電することがで
きる。

【００３９】蓄電池４は、巻き芯部２の内部空間に収納
されており、充放電が可能な二次電池である。蓄電池４
は、具体的には例えば、ニッケル−水素二次電池、ニッ
ケル−カドミウム二次電池、ニッケル−亜鉛二次電池、
亜鉛−酸化銀二次電池、鉄−ニッケル二次電池等であ
る。

【００４０】蓄電池４は、ニッケル−水素二次電池であ
ることが望ましい。これにより、蓄電池４は、体積当た
りのエネルギ密度を向上させることができるとともに、
鉛やカドミウムといった重金属を使用せず、環境適合性
に優れたものとなる。

【００４１】蓄電池４は、所定の電池規格形状を有する
規格乾電池であってもよい。蓄電池４は、具体的には、
ＩＥＣやＪＩＳ等により定められた、いわゆる単３型と
呼ばれるＲ６型電池、単４型と呼ばれるＲ０３型電池、
単５型と呼ばれるＲ１型電池、あるいはボタン型と呼ば
れるＲ４４型電池、Ｒ１２２０型電池等であってもよ
い。これにより、光充電式二次電池１においては、開発
・製造コストを抑えることができる。

【００４２】ただし、蓄電池４は、蓄電容量の観点から
みた場合には、規格蓄電池を使用せずに、巻き芯部２の
内部空間に直接電解液等の蓄電池構成物を封入すること
が望ましい。これにより、蓄電池４は、規格蓄電池の外
装部に相当する空間にまで蓄電池構成物を封入すること
ができ、蓄電容量を増大させることができる。

【００４３】また、蓄電池４は、巻き芯部２に対して着
脱自在であるように構成してもよい。具体的には、例え
ば下部フランジ７の一部を開閉自在として、この開閉部
から巻き芯部２に対して蓄電池４を挿脱するように構成
してもよい。あるいは、例えば、光電変換シート３を引
き延ばした状態で外方へと露出する巻き芯部２の一部を
開閉自在として、この開閉部から巻き芯部２に対して蓄
電池４を着脱するように構成してもよい。

【００４４】これにより、光充電式二次電池１において
は、蓄電池４が充放電を繰り返して寿命が尽きた場合で
も、この蓄電池４のみを交換することができる。したが
って、光充電式二次電池１は、蓄電池４に比べて長い寿
命を有する他の各部を、寿命が尽きた蓄電池４とともに
廃棄する必要がなくなり、資源の有効活用の観点から望
ましいものとなる。

【００４５】また、これにより、光充電式二次電池１
は、蓄電池４を充電するための充電器として利用するこ
とができる。すなわち、光充電式二次電池１によって蓄
電池４を充電し、充電が完了した蓄電池４を光充電式二
次電池１から取り出して、この蓄電池４を電子機器の電
源として利用することもできる。

【００４６】さらに、蓄電池４は、上述したように規格
蓄電池を利用するとともに、巻き芯部２に対して着脱自
在としてもよい。このように、蓄電池４として規格蓄電
池を着脱自在に使用することで、光充電式二次電池１
は、蓄電池４を交換する際に、この交換作業を簡便且つ
容易に行えるようになる。また、この場合にも、上述し
たように、蓄電池４を充電するための充電器として光充
電式二次電池１を使用してもよい。これにより、規格蓄
電池形状を有する蓄電池４は、光充電式二次電池１から
着脱自在とされて、通常の規格電池を電源とする電気機
器に対して用いることが容易となる。

【００４７】また、蓄電池４は、その放電電圧が０．６
〜１．９Ｖであることが望ましい。これにより、光充電
式二次電池１は、通常の筒型規格電池を電源として用い
る電気機器に対して用いられた場合に、それら電気機器
の動作電圧に満たずに動作させることができなかった
り、許容電圧を超えてしまって機器を破損してしまった
りといったことを防止することができる。

【００４８】制御回路部５は、図１に示すように、巻き
芯部２の内部空間に配設されている。制御回路部５は、
光電変換シート３と蓄電池４との整流機能、光電変換シ
ート３による蓄電池４の過充電防止機能、蓄電池４の過
放電防止機能等から選ばれる機能を適宜備える。制御回
路部５は、具体的には、ダイオードやオペアンプ等を用
いた電気的な回路によって構成することができるが、電
気／電子分野で通常用いられているような整流回路、過
充電防止回路及び過放電防止回路によって構成すること
ができるため、その回路構成についての詳細な説明を省
略する。

【００４９】また、制御回路部５は、少なくとも４つの
端子を備えており、これら端子にそれぞれ、光電変換シ
ート３の正極端子１２ａ及び負極端子１４ａと、蓄電池
４の正極端子及び負極端子とが電気的に接続される。そ
して、制御回路部５は、蓄電池４の光電変換シート３に
よる充電と、蓄電池４からの放電とを効率よく行うこと
ができるように機能する。

【００５０】光充電式二次電池１は、以上で説明したよ
うに構成され、光電変換シート３を巻き芯部２に捲回し
た状態で、図２に示すように、全体略円筒形状を呈す
る。この状態で、光充電式二次電池１は、電気機器の電
源として、これら電気機器に対して着脱して用いること
が容易となる。

【００５１】また、光充電式二次電池１は、光電変換シ
ート３を巻き芯部２に捲回した状態で、所定の筒型電池
規格形状を有するように各部の寸法等を定められること
が望ましい。光充電式二次電池１は、具体的には例え
ば、ＩＥＣやＪＩＳ等により定められた、いわゆる単１
型と呼ばれるＲ２０型電池、単２型と呼ばれるＲ１４型
電池、あるいは単３型と呼ばれるＲ６型電池等であって
もよい。

【００５２】これにより、光充電式二次電池１は、通常
の筒型規格電池を収納して使用するように設計された電
気機器に対して用いることを容易とすることができる。
したがって、この場合に、光充電式二次電池１は、太陽
光の光エネルギを電気エネルギに変換して蓄え、通常用
いられているような筒型規格電池を使用する電気機器の
電源とすることができる。

【００５３】また、光充電式二次電池１は、図３に示す
ように、光電変換シート３を巻き芯部２から引き延ばし
た状態で、蓄電池４を充電する。このとき、光充電式二
次電池１は、光電変換シート３の受光面積を大きくする
ことができ、また、光電変換シート３の受光面積に全て
を光の照射方向に向けることができるために、この光電
変換シート３の発電力を向上させることができる。した
がって、光充電式二次電池１は、蓄電池４を充電する際
の充電時間を実用上十分に短くすることができる。

【００５４】なお、本発明に係る光充電式二次電池は、
蓄電池４の形状・個数・収納位置等に限定されるもので
はない。蓄電池４は、例えば、光充電式二次電池１の内
部に複数設けられて、コイルスプリングや板バネ等の弾
性体によって位置ずれしないように支持固定されてもよ
い。

【００５５】また、本発明に係る光充電式二次電池は、
上述したように、光電変換シート３の最内周側となる一
側が巻き芯部２に対して接続固定された構成に限定され
るものではなく、例えば、光電変換シート３を光充電式
二次電池１に対して着脱自在としてもよい。これによ
り、光充電式二次電池１は、光電変換シート３に物理的
あるいは電気的な破損が生じた場合等に、これを正常な
光電変換シート３に交換して使用することができる。す
なわち、本発明に係る光充電式二次電池は、光電変換シ
ート３が少なくとも充電時には蓄電池４と電気的に接続
される構成であればよい。

【００５６】また、本発明に係る光充電式二次電池は、
図８に示すように、外周壁を備えて構成されてもよい。
以下では、この外周壁を備えて構成された光充電式二次
電池５０について説明することとする。なお、以下の説
明においては、上述した光充電式二次電池１と同一又は
同等の部位については説明を省略し、図面において同じ
符号を付すこととする。

【００５７】光充電式二次電池５０は、図８に示すよう
に、上部フランジ６及び下部フランジ７と略同径の略円
筒形状を呈する外周壁５１を備えて構成される。光充電
式二次電池５０は、図９に示すように、上部フランジ６
及び下部フランジ７にそれぞれ、外周壁５１の側縁部が
回動自在に嵌合する溝部６ａ及び溝部７ａが設けられて
いる。したがって、光充電式二次電池５０においては、
外周壁５１が巻き芯部２、上部フランジ６及び下部フラ
ンジ７に対して自在に回動する。

【００５８】また、外周壁５１には、図１０に示すよう
に、スリット５１ａが穿孔されている。スリット５１ａ
は、光電変換シート３を引き出すに十分な幅と厚みとを
有して外周壁５１に穿孔されている。

【００５９】さらに、光充電式二次電池５０において
は、図１０に示すように、光電変換シート３の最外周部
に係止部３ａが形成されている。この係止部３ａは、光
電変換シート３が巻き芯部２に捲回された際に、スリッ
ト５１ａに接合するに十分な厚みを有して形成されてい
る。係止部３ａは、光電変換シート３が外周壁５１の内
部完全に巻き込まれてしまうことを防止する機能を有す
るとともに、光電変換シート３を引き出す際の取っ手と
しての機能を有している。

【００６０】光充電式二次電池５０は、図１１に示すよ
うに、蓄電池４を充電する際に係止部３ａが引き出され
ることにより、光電変換シート３が巻き芯部２から引き
出される。また、光充電式二次電池５０は、外周壁５１
を巻き芯部２に対して回転させることにより、光電変換
シート３を巻き芯部２に巻き取ることができる。

【００６１】したがって、光充電式二次電池５０は、ス
リット５１ａを有する外周壁５１が回動自在に備えられ
ていることによって、光電変換シート３の引き出し及び
巻き取りが容易となる。また、光充電式二次電池５０は
外周壁５１を備えることによって、電気機器に収納され
た際に、光電変換シート３が巻きほぐれてしまうといっ
たことがない。さらに、光充電式二次電池５０は、外周
壁５１を備えることによって、光電変換シート３を保護
し、光電変換シート３が外環境の塵埃や衝撃等によって
損傷してしまうことを防止するとともに、蓄電池４が直
射日光等によって加熱してしまうことを防止することが
できる。外周壁５１は、蓄電池４の加熱防止効果をさら
に向上するためには、例えば白色等のように光や熱を吸
収しにくい色に着色されていることが望ましい。

【００６２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る光
充電式二次電池は、光電変換素子の一部に光が十分に照
射されない場合であっても、この光電変換素子が複数形
成された光電変換シート全体での発電効率の低下を防止
することができる。そのため、この場合でも光電変換シ
ートが蓄電池に対して十分な充電性能を維持することが
でき、実用に十分耐え得る充電性能を有することができ
る。したがって、本発明に係る光充電式二次電池によれ
ば、太陽光等の光エネルギを電気機器の電源として利用
することが実用的となり、有害な排出物の発生による環
境汚染を防止することができるとともに、地球資源を有
効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光充電式二次電池を示す概略断面
図である。

【図２】同光充電式二次電池の使用状態を示す斜視図で
ある。

【図３】同光充電式二次電池の充電状態を示す斜視図で
ある。

【図４】同光充電式二次電池に備えられる光電変換シー
トを示す平面図である。

【図５】同光電変換シートを示す、図４でのＡ−Ａ線に
おける断面図である。

【図６】同光電変換シートを示す平面図である。

【図７】同光電変換シートの優位性を説明するために示
す光電変換シートの平面図である。

【図８】本発明に係る別の光充電式二次電池を示す概略
断面図である。

【図９】同光充電式二次電池に備えられる外周壁を示す
要部拡大断面図である。

【図１０】同光充電式二次電池を示す断面図である。

【図１１】同光充電式二次電池の使用状態を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１光充電式二次電池、２巻き芯部、３光電変換シ
ート、４蓄電池、１０シート状基板、１１光電変
換素子、１２ａ正極端子、１４ａ負極端子、１５
結線部材

フロントページの続き (72)発明者渡辺春夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者渡辺富一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 BA15 DA01 DA20 EA01 EA20 JA02 JA09 JA17 5G003 AA06 BA01 FA01 5H030 AA02 AA06 AS18 BB07 DD04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充放電可能な蓄電池と、少なくとも充電
時には当該蓄電池と電気的に接続されるとともに可撓性
を有する光電変換シートとを備え、上記光電変換シートには、その長手方向に対して並行に
配置されて電気的に直列接続された複数の光電変換素子
が形成されていることを特徴とする光充電式二次電池。
【請求項２】上記蓄電池は、円筒形状を呈する巻き芯
部に設けられ、上記光電変換シートは、上記巻き芯部に対して捲回され
て引き延ばし自在に配設され、上記巻き芯部に上記光電変換シートを捲回した状態で、
全体略円筒形状を呈することを特徴とする請求項１記載
の光充電式二次電池。
【請求項３】上記巻き芯部に上記光電変換素子を捲回
した状態で、所定の円筒電池規格形状となることを特徴
とする請求項２記載の光充電式二次電池。
【請求項４】上記蓄電池は、放電電圧が０．６〜１．
９Ｖであることを特徴とする請求項２記載の光充電式二
次電池。
【請求項５】上記蓄電池は、上記巻き芯部に対して着
脱自在であることを特徴とする請求項２記載の光充電式
二次電池。