JP2001185749A - 太陽電池及び電子機器 - Google Patents

太陽電池及び電子機器

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久人 篠原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池の外部からの電磁ノイズおよび電気
ノイズを遮蔽し、太陽電池の誤作動をなくす。 【解決手段】 基板101上に電磁シールド層102、
第1電極103、光電変換層107、第2電極108が
順に積層されて成る太陽電池で、該太陽電池は電磁シー
ルド機能を有している。該太陽電池に接続された電子機
器の電磁波ノイズおよび電気ノイズに対する耐ノイズ性
を高くし、電子機器の誤作動を防止する。また、太陽電
池を有する電子機器の作製工程数を減らし、コストを低
くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
単結晶珪素薄膜または非単結晶珪素薄膜で構成された光
電変換層を有する太陽電池に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池は太陽の光(太陽光)または人
工の光から電気エネルギーを生成するので、省エネルギ
ー化を促進する電力資源として盛んに開発されている。
【0003】このため太陽電池は、時計、ラジオ、電
卓、充電器他、様々な電子機器の電源として使用されて
いる。本明細書に記載の電子機器とは、トランジスタを
用いた電子回路を有する機械を意味する。
【0004】太陽電池は太陽の光(太陽光)または人工
の光をもとに電気エネルギーを生成し、その生成した電
気エネルギーを様々な電子機器に供給している。本明細
書において人工の光とは、太陽光以外の人工的に作られ
た光を指し、その光源としては一般に白熱灯、ハロゲン
ランプ、蛍光灯、水銀灯、ナトリウムランプ、キセノン
ランプ等が挙げられる。
【0005】太陽電池を駆動電源とする電子機器は、太
陽電池に太陽光または人工の光(総称して光)を照射す
ることで、様々な場所での利用が可能である。
【0006】しかし太陽電池はその用途から太陽光の下
で利用される機会が多く、太陽電池を駆動電源とする電
子機器は、太陽からの電磁ノイズによって誤作動しやす
い。太陽電池を駆動電源とする電子機器に光が照射され
ると、光と共に電磁ノイズが電子機器の駆動部に入射
し、電子機器が誤作動する。
【0007】本明細書において電磁ノイズとは、目的と
する電子機器の駆動部の外部で発生する電磁波であっ
て、なおかつその目的とする電子機器の正常な駆動や動
作の妨げとなる電磁波を指す。そして電磁ノイズを生成
しているものは電磁ノイズの発生源(電磁ノイズ源)と
定義する。
【0008】また本明細書において電子機器の駆動部と
は、電子機器の駆動に用いられるトランジスタを有する
電子回路を指している。
【0009】電磁ノイズが電子機器の駆動部に入射する
と、駆動部の電子回路を形成しているプリント基板上の
配線がアンテナとして電磁ノイズを拾ってしまう。その
電磁ノイズが電子回路の配線を流れる正規の電送信号を
変化させ、電子回路を誤作動させ、電子機器の通常の動
作に支障をもたらす。具体的にはスピーカーからの音を
ひずませたり、ディスプレイの絵を歪めたり、動画を遅
らせたり、人間の目や耳でもわかる障害を発生させたり
する。
【0010】電磁ノイズ源の1つとして挙げられるのは
太陽であり、太陽の黒点活動に伴って発生する電磁ノイ
ズによってトランジスタが誤作動しやすい。その他にも
太陽電池を駆動電源とする電子機器を取り巻く環境に
は、様々な電磁ノイズが存在している。電磁ノイズの発
生源としては、マイクロコンピューター、OA機器、テ
レビゲーム、携帯電話または電子レンジ、ラジオまたは
テレビなどの放送波やレーダーの波、落雷、自動車のエ
ンジンの点火系等が挙げられる。これら電磁ノイズの発
生源が太陽電池を駆動電源とする電子機器の正常な駆動
や動作の妨げとなっていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したことに鑑み、
太陽電池を駆動電源とする電子機器の電磁ノイズに対す
る耐ノイズ性を高くし、電磁ノイズにより太陽電池を駆
動電源とする電子機器の誤作動を防止することが切望さ
れていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願発明は、電子機器の
駆動部への電磁ノイズの進入を妨げる電磁シールド層を
有する太陽電池を形成する。それによって電子機器の駆
動部に電磁ノイズが進入し、電子機器が誤作動すること
を防止する。また、太陽電池を駆動電源とする電子機器
の作製工程数を減らし、コストを低くする。
【0013】本願発明によって、電子機器の駆動部上に
形成された基板と、前記基板上に形成された電磁シール
ド層と、前記電磁シールド層上に形成された第1電極
と、前記第1電極上に形成された光電変換層と、前記光
電変換層上に形成された透光性を有する第2電極と、を
有する太陽電池であって、前記第1電極及び前記第2電
極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆
っており、前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有する
ことを特徴とする太陽電池が提供される。
【0014】本願発明によって、電子機器の駆動部上に
形成された電磁シールド層と、前記電磁シールド層上に
形成された第1電極と、前記第1電極上に形成された光
電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光性を有
する第2電極と、を有する太陽電池であって、前記第1
電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部と電気的
に接続されており、前記電磁シールド層は前記電子機器
の駆動部を完全に覆っており、前記電磁シールド層は軟
磁性の材料を有することを特徴とする太陽電池が提供さ
れる。
【0015】本願発明によって、電子機器の駆動部上に
形成された電磁シールド層と、前記電磁シールド層上に
形成された第1電極と、前記第1電極上に形成された光
電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光性を有
する第2電極と、前記第2電極上に形成された基板と、
を有する太陽電池であって、前記第1電極及び前記第2
電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されてお
り、前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全
に覆っており、前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有
することを特徴とする太陽電池が提供される。
【0016】本願発明によって、電子機器の駆動部上に
形成された基板と、前記基板上に形成された第1電極
と、前記第1電極上に形成された光電変換層と、前記光
電変換層上に形成された透光性を有する第2電極と、を
有する太陽電池であって、前記第1電極及び前記第2電
極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記第1電極は前記電子機器の駆動部を完全に覆ってお
り、前記第1電極は軟磁性の材料を有していることを特
徴とする太陽電池が提供される。
【0017】本願発明によって、電子機器の駆動部上に
形成された第1電極と、前記第1電極上に形成された光
電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光性を有
する第2電極と、を有する太陽電池であって、前記第1
電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部と電気的
に接続されており、前記第1電極は前記電子機器の駆動
部を完全に覆っており、前記第1電極は軟磁性の材料を
有することを特徴とする太陽電池が提供される。
【0018】本願発明によって、駆動部と、太陽電池と
を有する電子機器であって、前記太陽電池は、前記駆動
部上に形成された基板と、前記基板上に形成された電磁
シールド層と、前記電磁シールド層上に形成された第1
電極と、前記第1電極上に形成された光電変換層と、前
記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
と、を有し、前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動
部と電気的に接続されており、前記電磁シールド層は前
記駆動部を完全に覆っており、前記電磁シールド層は軟
磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が提供さ
れる。
【0019】本願発明によって、駆動部と、太陽電池と
を有する電子機器であって、前記太陽電池は、前記駆動
部上に形成された電磁シールド層と、前記電磁シールド
層上に形成された第1電極と、前記第1電極上に形成さ
れた光電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光
性を有する第2電極と、を有し、前記第1電極及び前記
第2電極は前記駆動部と電気的に接続されており、前記
電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、前記
電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とす
る電子機器が提供される。
【0020】本願発明によって、駆動部と、太陽電池と
を有する電子機器であって、前記太陽電池は、前記駆動
部上に形成された電磁シールド層と、前記電磁シールド
層上に形成された第1電極と、前記第1電極上に形成さ
れた光電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光
性を有する第2電極と、前記第2電極上に形成された基
板と、を有し、前記第1電極及び前記第2電極は前記駆
動部と電気的に接続されており、前記電磁シールド層は
前記駆動部を完全に覆っており、前記電磁シールド層は
軟磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が提供
される。
【0021】本願発明によって、駆動部と、太陽電池と
を有する電子機器であって、前記太陽電池は、前記駆動
部上に形成された基板と、前記基板上に形成された第1
電極と、前記第1電極上に形成された光電変換層と、前
記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
と、を有し、前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動
部と電気的に接続されており、前記第1電極は前記駆動
部を完全に覆っており、前記第1電極は軟磁性の材料を
有していることを特徴とする電子機器が提供される。
【0022】本願発明によって、駆動部と、太陽電池と
を有する電子機器であって、前記太陽電池は、前記駆動
部上に形成された第1電極と、前記第1電極上に形成さ
れた光電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光
性を有する第2電極と、を有し、前記第1電極及び前記
第2電極は前記駆動部と電気的に接続されており、前記
第1電極は前記駆動部を完全に覆っており、前記第1電
極は軟磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が
提供される。
【0023】前記軟磁性の材料とは鉄、ニッケル、鉄と
ニッケルとの合金、鉄とシリコンとアルミニウムとの合
金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金または鉄
とニッケルとクロムとの合金を有していても良い。
【0024】前記電子機器とは時計であっても良い。
【0025】
【発明の実施の形態】図1に本願発明の太陽電池の実施
の形態の一例を示す。
【0026】図1において、電子機器の駆動部110上
に基板101が形成されている。そして基板101上
に、電磁シールド層102、第1電極103、光電変換
層107及び透光性を有する第2電極108が順に形成
されている。第1電極103と光電変換層107と第2
電極108とでセル109を形成している。
【0027】第1電極103と電子機器の駆動部110
とは、配線等によって(図示せず)電気的に接続されて
いる。また第2電極108と電子機器の駆動部110と
は、配線等によって(図示せず)電気的に接続されてい
る。セル109に光が照射されると電気エネルギーが生
成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部11
0に供給される。
【0028】また電磁ノイズが光源からの光と共に電子
機器のトランジスタを有する駆動部110に入射するの
を防ぐために、電磁シールド層102は電子機器の駆動
部110と光電変換層107との間に設けることが必要
である。またさらに、電磁シールド層102が駆動部1
10全体と重なっていること、言い換えると電磁シール
ド層102が駆動部110を完全に覆っていることが重
要である。なお本明細書において、電磁シールド層が駆
動部を完全に覆っているとは、電磁シールド層が、電子
機器の駆動に用いられる全てのトランジスタを完全に覆
っていることを意味する。上記構成によって、電磁ノイ
ズが電子機器の駆動部110に入り込むことによって電
子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【0029】第1電極103としては、光反射電極、透
明導電膜のどちらでも用いることができる。
【0030】光電変換層107は、シリコンを主成分と
した非単結晶半導体による少なくとも一つのPIN接合
で形成される。光電変換層107の構造は、PIN接合
を1つ用いたシングルセルや、PIN接合を直列に2つ
接合した2層タンデムセル、3つに接続した3層タンデ
ムセル等があり、用途や目的に応じて適宜選択されてい
る。図1に示す光電変換層107は、一例としてN層1
04、I層105、P層106の順に積層されている。
【0031】図1において、第1電極103と、隣接す
るセル(図示せず)の第2電極とを電気的に接続させる
ことで直列接続を形成し、出力電圧を高める構成として
もよい。
【0032】電磁シールド層102は軟磁性の材料を有
することが好ましい。軟磁性の材料とは、初透磁率が8
0〜3000、好ましくは500〜2000と高い材料
である。この軟磁性の材料は、外部の磁界や電流の変化
に応じて素早く磁気的に応答することから、電磁ノイズ
を遮蔽するのに適している。
【0033】本願発明で用いられる電磁シールド層を形
成する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、
鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金(パーマ
ロイ)、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金(センダ
スト)等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの
合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合
金非晶質材料などが挙げられる。また樹脂に粉末状のフ
ェライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものでも良
い。
【0034】また上記材料の中でも特に抵抗値が7.2
×10-8〜9.8×10-8Ω・mと小さい範囲にある、
鉄、ニッケルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても有効で
ある。
【0035】電気ノイズとは、目的とする電子機器の駆
動部の外部で発生する電気エネルギーであって、なおか
つその目的とする電子機器の正常な駆動や動作の妨げと
なる電気エネルギーを指す。電気ノイズは2つの物質の
摩擦または接触、開離がある場合発生し、また、スイッ
チの開閉による電流の急変等によって発生する。電気ノ
イズは直接電子機器の駆動部に放電する場合と、駆動部
以外の場所で放電したものが、放電に伴う電磁ノイズと
して駆動部内に混入する場合とがある。特に金属製の機
器に帯電した場合の放電は、その電磁ノイズの周波数帯
域も数GHzに及び、電子機器の誤作動の原因となる。
【0036】このように本願発明では、電子機器の駆動
部の、電磁ノイズが入射する側に、電磁シールド層を有
する太陽電池を設けている。これにより、電子機器の駆
動部を電磁ノイズ源で発生する電磁ノイズから遮蔽し、
駆動部の電子回路を形成しているプリント基板上の配線
がアンテナとして電磁ノイズを拾うことを防ぐ。それに
より、電磁ノイズが電子回路の配線を流れる正規の電送
信号を変化させ、電子回路を誤作動させ、電子機器の通
常の動作に支障をもたらすことを防ぐことができる。具
体的にはスピーカーからの音をひずませたり、ディスプ
レイの絵を歪めたり、動画を遅らせたり、人間の目や耳
でもわかる障害を発生させるのを防ぐ。また、電磁シー
ルド層を有する太陽電池を駆動電源とする電子機器は、
作製する時に別途電磁シールド層を設ける必要がないの
で、作製工程数が減り、コストを低くすることができ
る。
【0037】
【実施例】〔実施例1〕本実施例では、図1を用いて本
願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の作製工程の
一例について説明する。
【0038】基板には、ガラス、石英、厚さ約100μ
m程度の可撓性を有するPET(ポリエチレンテレフタ
レート、ポリイミド、ポリエーテルサルファイド)等の
プラスチック、ステンレスフィルムが用いられる。本実
施例では石英を用いる。
【0039】まず基板101上に電磁シールド層102
を形成する。電磁シールド層102には軟磁性を有する
材料を用いることが好ましい。電磁シールド層に適する
材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、鉄とシ
リコンとの合金、鉄とニッケルとの合金(パーマロ
イ)、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金(センダス
ト)等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの合
金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合金
非晶質材料などが挙げられる。また樹脂に粉末状のフェ
ライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものでも良
い。上記材料の中でも特に抵抗値が7.2×10-8
9.8×10-8Ω・mと小さい範囲にある、鉄、ニッケ
ルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても有効である。本実
施例では鉄を用いる。
【0040】成膜方法はスパッタ法や電子ビーム法によ
る蒸着などが挙げられる。膜厚は50nm〜500nm
の範囲が適しており、特に100〜500nmの範囲が
好ましい。電磁シールド層の膜厚は、50nmより薄い
と電磁ノイズが十分に遮蔽されない。また厚ければ厚い
ほど加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では膜厚を
200nmに成膜した。
【0041】また電磁ノイズが光源からの光と共に電子
機器のトランジスタを有する駆動部110に入射するの
を防ぐために、電磁シールド層102は電子機器の駆動
部110と光電変換層107との間に設けることが必要
である。またさらに、電磁シールド層102が駆動部1
10全体と重なっていること、言い換えると電磁シール
ド層102が駆動部110を完全に覆っていることが重
要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の
駆動部110に入り込むことによって電子機器が誤作動
するのを防ぐことができる。
【0042】次に、スパッタ法を用いてアルミニウムか
らなる薄膜を形成し、必要に応じてアルミニウム薄膜を
パターニングし、第1電極103を形成する。
【0043】次に、光電変換層107を形成する。本実
施例ではプラズマCVD法を用いて非晶質珪素薄膜でな
るN層、I層、P層を順に積層して形成する。
【0044】まず、N層を形成する。成膜用ガスの流量
は、SiH4が1〜100sccm(本実施例では50
sccm)、H2が100〜1000sccm(本実施
例では500sccm)、PH3が1〜50sccm
(本実施例では30sccm)とする。
【0045】次に、I層を形成する。成膜用ガスの流量
は、SiH4が1〜100sccm(本実施例では50
sccm)、H2が100〜1000sccm(本実施
例では500sccm)、PH3が1〜50sccm
(本実施例では30sccm)とする。
【0046】次に、P層を形成する。成膜用ガスの流量
は、SiH4が1〜100sccm(本実施例では50
sccm)、H2が100〜1000sccm(本実施
例では500sccm)、B26が1〜50sccm
(本実施例では30sccm)とする。
【0047】P層を微結晶珪素薄膜としてエネルギーバ
ンドギャップを大きくし、より効果的に光電変換を行う
ために、SiH4に加えてSi26を用いてもよい。
【0048】成膜時の圧力、温度、投入電力は、本実施
例においては各層同じとしている。成膜時の圧力は0.
01〜2Torr(本実施例では1Torr)、成膜温
度20℃〜450℃(本実施例では300℃)、投入電
力は1〜2000W(本実施例では1000W)とす
る。
【0049】各膜の膜厚は、本実施例においては、N層
が50nm、I層が1000nm、P層が50nmであ
る。
【0050】各膜の成膜温度を300℃と比較的高温と
することで、膜中の水素の離脱が促進される。
【0051】その後、スパッタ法によりITO(ind
ium tin oxide)膜を100nm成膜し、
第2電極108が形成される。なお本実施例では第2電
極の厚さを100nmとしたが、本願発明はこの値に限
定されない。
【0052】さらに補助電極を、第2電極108上にア
ルミニウムの導電性金属で形成して、導電率を高めても
よい。
【0053】第1電極103と電子機器の駆動部110
とは、配線等によって(図示せず)電気的に接続されて
いる。また第2電極108と電子機器の駆動部110と
は、配線等によって(図示せず)電気的に接続されてい
る。セル109に光が照射されると電気エネルギーが生
成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部11
0に供給される。そのため電磁シールド層102はセル
109と電子機器の駆動部110との間に設け、光が光
電変換層107に入射することが可能になるようにする
ことが必要である。
【0054】本実施例に示した構成とすることで、電磁
ノイズ源で発生する電磁ノイズから電子機器の駆動回路
を遮蔽し、駆動部の電子回路を形成しているプリント基
板上の配線がアンテナとして電磁ノイズを拾うことを防
ぐことが可能になる。それにより、電磁ノイズが電子回
路の配線を流れる正規の電送信号を変化させ、電子回路
を誤作動させ、電子機器の通常の動作に支障をもたらす
ことを防ぐことが可能になる。具体的にはスピーカーか
らの音をひずませたり、ディスプレイの絵を歪めたり、
動画を遅らせたり、人間の目や耳でもわかる障害を発生
させるのを防ぐ。また電気ノイズにより電子機器が誤作
動するのも防ぐ。また、太陽電池を駆動電源とする電子
機器の作製工程数を減らし、コストを低くするという効
果を得ることができる。
【0055】〔実施例2〕本実施例では、電磁シールド
層が基板を兼ねている太陽電池の例について説明する。
【0056】図2に本実施例の太陽電池の構成を示す。
図2において、電子機器の駆動部209上に、電磁シー
ルド層201、第1電極202、光電変換層206及び
透光性を有する第2電極207が順に形成されている。
第1電極202と光電変換層206と第2電極207と
でセル208を形成している。光電変換層206はN層
203、I層204及びP層205からなっている。
【0057】電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器
のトランジスタを有する駆動部209に入射するのを防
ぐために、電磁シールド層201は電子機器の駆動部2
09と光電変換層206との間に設けることが必要であ
る。またさらに、電磁シールド層201が駆動部209
全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層
201が駆動部209を完全に覆っていることが重要で
ある。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動
部209に入り込むことによって電子機器が誤作動する
のを防ぐことができる。
【0058】第1電極202と電子機器の駆動部209
とは、配線等によって(図示せず)電気的に接続されて
いる。また第2電極207と電子機器の駆動部209と
は、配線等によって(図示せず)電気的に接続されてい
る。セル208に光が照射されると電気エネルギーが生
成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部20
9に供給される。そのため電磁シールド層201はセル
208と電子機器の駆動部209との間に設け、光が光
電変換層206に入射することが可能になるようにする
ことが必要である。
【0059】本実施例において、基板を兼ねている電磁
シールド層を形成するのに適する材料としては、鉄、ニ
ッケル等の単体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄と
ニッケルとの合金(パーマロイ)、鉄とシリコンとアル
ミニウムとの合金(センダスト)等の合金多結晶材料、
鉄とニッケルとクロムとの合金、コバルトとニオブとジ
ルコニウムとの合金等の合金非晶質材料、樹脂に粉末状
のフェライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものな
どが挙げられる。また上記材料の中でも特に抵抗値が
7.2×10-8〜9.8×10-8Ω・mと小さい範囲に
ある、鉄、ニッケルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても
有効である。本実施例では鉄を用いる。
【0060】電磁シールド層は、その膜厚が厚ければ厚
いほど加工性及び施工性が悪くなりる。また薄すぎると
電磁ノイズを十分遮蔽することが難しくなり、基板とし
ての利用が困難になる。本実施例では電磁シールド層2
01が基板を兼ねているので、その膜厚は50μm〜1
50μmであれば良いが、特に100μm〜150μm
の範囲の膜厚であることが好ましい。本実施例では12
0μmの電磁シールド層を基板として用いた。
【0061】本実施例に示した構成によって、電子機器
の駆動部を電磁ノイズ源で発生する電磁ノイズから遮蔽
し、電磁ノイズによる電子機器の誤作動を防ぐ。また、
電磁シールド層を有する太陽電池を駆動電源とする電子
機器は、作製する時に別途電磁シールド層を設ける必要
がないので、作製工程数が減り、コストを低くすること
ができる。本実施例で示した構成によって、電子機器の
駆動回路を電磁ノイズ源から発生する電磁ノイズから遮
蔽し、電子機器の誤作動を防ぐという本願発明の効果に
加えてさらに、太陽電池自体の作製工程数を実施例1の
場合よりも減らし、コストをさらに低くすることができ
る。
【0062】〔実施例3〕本実施例では、実施例1の構
成において、基板が入射光側に設けられている太陽電池
の例について説明する。
【0063】図3に本実施例の太陽電池の構成を示す。
図3において、電子機器の駆動部310上に、電磁シー
ルド層308、第1電極307、光電変換層306及び
透光性を有する第2電極302が順に形成されている。
第2電極302上に基板が形成されている。第1電極3
07と光電変換層306と第2電極302とでセル30
9を形成している。光電変換層306はN層305、I
層304及びP層303からなっている。
【0064】電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器
のトランジスタを有する駆動部310に入射するのを防
ぐために、電磁シールド層308は電子機器の駆動部3
10と光電変換層306との間に設けることが必要であ
る。またさらに、電磁シールド層308が駆動部310
全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層
308が駆動部310を完全に覆っていることが重要で
ある。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動
部310に入り込むことによって電子機器が誤作動する
のを防ぐことができる。
【0065】第1電極307と電子機器の駆動部310
とは、配線等によって(図示せず)電気的に接続されて
いる。また第2電極302と電子機器の駆動部310と
は、配線等によって(図示せず)電気的に接続されてい
る。セル309に光が照射されると電気エネルギーが生
成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部31
0に供給される。そのため電磁シールド層308はセル
309と電子機器の駆動部310との間に設け、光が光
電変換層306に入射することが可能になるようにする
ことが必要である。
【0066】本実施例で用いられる基板は透光性を有す
ることが必要であり、使用可能な材料として、ガラス、
石英、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN
(ポリエチレンナフタレート)、ポリイミド、PES
(ポリエーテルサルファイド)等が挙げられる。本実施
例では石英基板を用いた。
【0067】本実施例で用いる電磁シールド層の材質は
実施例1で挙げた材料であれば良い。電磁シールド層を
形成するのに適する材料としては、鉄、ニッケル等の単
体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの
合金(パーマロイ)、鉄とシリコンとアルミニウムとの
合金(センダスト)等の合金多結晶材料、鉄とニッケル
とクロムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムと
の合金等の合金非晶質材料などが挙げられる。また上記
材料の中でも特に抵抗値が7.2×10-8〜9.8×1
-8Ω・mと小さい範囲にある、鉄、ニッケルなどは電
気ノイズの遮蔽に対しても有効である。本実施例ではパ
ーマロイを用いた。
【0068】実施例1で説明した太陽電池が、基板の光
電変換層が設けられている側からの光照射に対応してい
るのに対し、本実施例では基板の光電変換層が設けられ
ていない側からの光照射に対応している。この様に、基
板の配置を変えることで、基板の両側からの光にそれぞ
れ適用可能な電磁シールド層を有する太陽電池を作製す
ることができる。
【0069】〔実施例4〕本実施例では、実施例1の構
成において、電磁シールド層が第1電極を兼ねている例
の太陽電池について説明する。
【0070】図4に本実施例の太陽電池の構成を示す。
図4において、電子機器の駆動部409上に基板401
が形成されている。基板401上には第1電極を兼ねて
いる電磁シールド層402、光電変換層406及び透光
性を有する第2電極407が順に形成されている。第1
電極を兼ねている電磁シールド層402と光電変換層4
06と第2電極407とでセル408を形成している。
光電変換層406はN層403、I層404及びP層4
05からなっている。
【0071】電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器
のトランジスタを有する駆動部409に入射するのを防
ぐために、電磁シールド層402は電子機器の駆動部4
09と光電変換層406との間に設けることが必要であ
る。またさらに、電磁シールド層402が駆動部409
全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層
402が駆動部409を完全に覆っていることが重要で
ある。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動
部409に入り込むことによって電子機器が誤作動する
のを防ぐことができる。
【0072】第1電極を兼ねている電磁シールド層40
2と電子機器の駆動部409とは、配線等によって(図
示せず)電気的に接続されている。また第2電極407
と電子機器の駆動部409とは、配線等によって(図示
せず)電気的に接続されている。セル408に光が照射
されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネル
ギーは電子機器の駆動部409に供給される。そのため
電磁シールド層402は光電変換層406と電子機器の
駆動部409との間に設け、光が光電変換層406に入
射することが可能になるようにすることが必要である。
【0073】本実施例で用いる電磁シールド層は抵抗値
が1Ω以下であることが必要である。電磁シールド層を
形成するのに適する材料としては、鉄、鉄とニッケルと
の合金(パーマロイ)、鉄とニッケルとクロムとの合金
などが挙げられる。本実施例では鉄を用いた。本実施例
では電磁シールド層402が電極を兼ねており、その膜
厚は50μm〜150μmであれば良く、特に100μ
m〜150μmであることが好ましい。電磁シールド層
の厚さは、50μmよりも薄いと、電極として機能する
際に抵抗が大きくなって好ましくない。また厚ければ厚
いほど加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では12
0μmの厚さに成膜した。
【0074】本実施例の太陽電池は、電磁シールド層の
他に第1電極を新たに作る必要がなくなる。よって第1
電極を作製する工程が省けるので、太陽電池を有する電
子機器の誤作動を防ぐという本願発明の効果に加えてさ
らに、太陽電池自体の作製工程数を実施例1の場合より
も減らすことが可能なので、太陽電池を駆動電源とする
電子機器の作製のコストを低くすることができる。また
本実施例では電磁シールド層の抵抗値が小さいことから
電気シールド層としても機能する。
【0075】〔実施例5〕本実施例では、電磁シールド
層が第1電極および基板を兼ねている太陽電池の例につ
いて説明する。
【0076】図5に本実施例の太陽電池の構成を示す。
図5において、電子機器の駆動部508上に基板および
第2電極を兼ねている電磁シールド層501が形成され
ている。電磁シールド層501上には光電変換層505
と透光性を有する第2電極506とが順に形成されてい
る。電磁シールド層501と光電変換層505と第2電
極506とでセル507を形成している。光電変換層5
05はN層502、I層503、P層504からなって
いる。
【0077】電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器
のトランジスタを有する駆動部508に入射するのを防
ぐために、電磁シールド層501は電子機器の駆動部5
08と光電変換層505との間に設けることが必要であ
る。またさらに、電磁シールド層501が駆動部508
全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層
501が駆動部508を完全に覆っていることが重要で
ある。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動
部508に入り込むことによって電子機器が誤作動する
のを防ぐことができる。
【0078】電磁シールド層501が基板と第1電極を
兼ねて用いる場合、その膜厚は50μm〜150μmで
あれば良いが、特に100μm〜150μmの範囲の膜
厚であることが好ましい。本実施例では120μmの電
磁シールド層を基板として用いた。電磁シールド層の厚
さは、50μmよりも薄いと、電極として機能する際に
抵抗が大きくなって好ましくなく、基板として利用する
のが難しくなる。また厚ければ厚いほど加工性及び施工
性が悪くなる。本実施例では120μmの厚さに成膜し
た。電磁シールド層の材質は抵抗値が1Ω以下であるこ
とが必要である。実施例4で挙げた材料であれば良い。
本実施例では鉄を用いた。
【0079】本実施例の太陽電池は、電磁シールド層の
他に基板を用いる必要がなく、第1電極を新たに作る必
要もない。よって第1電極を作製する工程が省けるの
で、太陽電池を有する電子機器の誤作動を防ぐという本
願発明の効果に加え、さらに、太陽電池自体の作製工程
数を減らし、コストを低くするという効果も得ることが
できる。また本実施例では電磁シールド層の抵抗値が小
さいことから電気シールド層としても機能する。
【0080】〔実施例6〕本実施例は実施例1のセルを
直列接続構成にしたものである。
【0081】図6に本実施例の太陽電池の構成を示す。
図6において、電子機器の駆動部609上に基板601
が形成されている。基板601上に電磁シールド層60
2、絶縁膜603、第1電極604、光電変換層60
5、第2電極606及び保護膜607が順に形成されて
いる。第1電極604と光電変換層605と第2電極6
06とでセル608を形成している。光電変換層605
はN層、I層、P層(図示せず)からなっている。
【0082】図6において、第1電極604と、光電変
換層605と、第2電極606とを構成要素とするセル
608の第1電極604と、隣接するセルの第2電極を
電気的に接続させることで直列接続を形成し、出力電圧
が高められている。
【0083】電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器
のトランジスタを有する駆動部609に入射するのを防
ぐために、電磁シールド層602は電子機器の駆動部6
09と光電変換層605との間に設けることが必要であ
る。またさらに、電磁シールド層602が駆動部609
全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層
602が駆動部609を完全に覆っていることが重要で
ある。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動
部609に入り込むことによって電子機器が誤作動する
のを防ぐことができる。
【0084】本実施例は、実施例1の太陽電池を直列接
続の構成にしたものだが、本願発明はこの構成に限られ
ない。本願発明は、本実施例の構成の他にも、実施例2
〜5に示した太陽電池を直列接続構成にしたものも挙げ
られる。
【0085】〔実施例7〕本実施例では、実施例1に示
した本願発明の電磁シールド層付き太陽電池を駆動電源
とする電子機器の一例として、時計について説明する。
【0086】図7に電磁シールド層付き太陽電池時計の
簡単な断面図を示す。図7において、時計の駆動部70
7上にPET(ポリエチレンテレフタレート)からなる
基板706が形成されている。基板706上に鉄からな
る電磁シールド層705、アルミニウム薄膜からなる第
1電極704、光電変換層703、透明導電膜からなる
第2電極702、時計の文字盤701が順に形成されて
いる。第1電極704と光電変換層703と第2電極7
02とでセル708を形成している。光電変換層703
はN層、I層、P層(図示せず)からなっている。
【0087】第1電極704と電子機器の駆動部707
とは、配線等によって(図示せず)電気的に接続されて
いる。また第2電極702と電子機器の駆動部707と
は、配線等によって(図示せず)電気的に接続されてい
る。時計の表示部701から入射した光により太陽電池
の光電変換層703から電気エネルギーが生成する。生
成した電気エネルギーは時計の駆動部707に供給され
る。そのため電磁シールド層705はセル703と時計
の駆動部707との間に設け、光が光電変換層703に
入射することが可能になるようにすることが必要であ
る。よって時計の駆動部707が動作し、時計として機
能する。
【0088】電磁ノイズが光源からの光と共に時計の駆
動部707に入射するのを防ぐために、電磁シールド層
705は時計の駆動部707と光電変換層703との間
に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド
層705が時計の駆動部707全体と重なっているこ
と、言い換えると電磁シールド層705が時計の駆動部
707を完全に覆っていることが重要である。上記構成
によって、電磁ノイズが時計の駆動部707に入り込む
ことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができ
る。
【0089】時計の外部からの電磁ノイズは電磁シール
ド層705に遮蔽されるので、電磁ノイズによって時計
が誤作動するのを防ぐことが可能である。また時計を作
製する際に別途電磁シールド層を設ける必要がないの
で、作製工程数が減り、コストを低くすることが可能で
ある。
【0090】なお本実施例では、実施例1で示した太陽
電池を時計に適用した例について説明したが、本願発明
の実施例2〜6、実施例8に示す電磁シールドを有する
太陽電池なら、全て適用可能である。
【0091】〔実施例8〕本実施例では、実施例1にお
いて、2つ以上の材料を積層して電磁シールド層を形成
している例について説明する。
【0092】電磁ノイズの周波数がDC〜40GHzと
幅広い場合、異なる材料を2つ以上積層したものが電磁
ノイズを遮蔽するのに効果的である。一層で構成するよ
りも、複数の層で構成した方が、反射損失の増加によっ
てシールド効果が高くなる。さらに軟磁性の材料と、電
気抵抗の小さい材料を積層すると、よりいっそうシール
ド効果は高くなる。本実施例では、軟磁性の材料と、抵
抗値が1.7×10-8〜2.8×10-8Ω・mと小さく
電気シールドとしての効果も得られる材料とを積層し
た、2層からなる電磁シールド層の例について説明す
る。
【0093】図8において、電子機器の駆動部811の
上に基板801が形成されている。基板801の上に、
軟磁性の材料を有する第1の電磁シールド層802及び
抵抗値が1.7×10-8〜2.8×10-8Ω・mと小さ
い材料で構成される第2の電磁シールド層803が順に
積層されている。第1の電磁シールド層802と第2の
電磁シールド層803とを総称して電磁シールド層とす
る。
【0094】電磁シールド層の上に、第1電極804、
光電変換層808、透光性を有する第2電極809を有
するセル810が積層されている。光電変換層はN層8
05、I層806、P層807からなっており、また電
子機器の駆動部811が図8に示すように設けられてい
る。
【0095】第1電極804と電子機器の駆動部811
とは、配線等によって(図示せず)電気的に接続されて
いる。また第2電極809と電子機器の駆動部811と
は、配線等によって(図示せず)電気的に接続されてい
る。セル810に光が照射されると電気エネルギーが生
成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部81
1に供給される。そのため電磁シールド層802,80
3はセル810と電子機器の駆動部811との間に設
け、光が光電変換層808に入射することが可能になる
ようにすることが必要である。
【0096】第1の電磁シールド層802を形成するの
に適する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材
料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金(パ
ーマロイ)、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金(セ
ンダスト)等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロム
との合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等
の合金非晶質材料、樹脂に粉末状のフェライトや、粉末
状の軟磁性の金属を混ぜたものなどが挙げられる。本実
施例ではパーマロイを用いる。
【0097】また第2の電磁シールド層を形成するのに
適する材料としては、銅、アルミニウムなどが挙げられ
る。このように軟磁性の材料と抵抗値が1.7×10-8
〜2.8×10-8Ω・mと小さい材料を積層した電磁シ
ールド層は、DC〜40GHzと幅広い電磁ノイズの遮
蔽に効果的である。
【0098】なお本実施例では第1の電磁シールド層と
第2の電磁シールド層が互いに異なる材料で形成される
場合であるが、第1と第2の電磁シールド層が同じ材料
で形成される場合でも、1枚のときより電磁ノイズを遮
蔽する効果は高まる。
【0099】電磁シールド層の膜厚は薄すぎると電磁ノ
イズの遮蔽が難しくなり、その膜厚が厚ければ厚いほど
加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では、第1の電
磁シールド層802の膜厚は50μm〜150μmであ
れば良いが、特に100μm〜150μmの範囲の膜厚
であることが好ましい。また、第2の電磁シールド層8
03の膜厚は50μm〜150μmであれば良いが、特
に100μm〜150μmの範囲の膜厚であることが好
ましい。本実施例では第1の電磁シールド層の膜厚を1
20μm、第2の電磁シールド層の膜厚を120μmと
した。
【0100】また電磁ノイズが光源からの光と共に電子
機器のトランジスタを有する駆動部812に入射するの
を防ぐために、電磁シールド層は電子機器の駆動部81
2と光電変換層808との間に設けることが必要であ
る。またさらに、電磁シールド層が駆動部812全体と
重なっていること、言い換えると電磁シールド層が駆動
部812を完全に覆っていることが重要である。上記構
成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部812に入
り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐこと
ができる。
【0101】このように本実施例では、電磁シールド層
が軟磁性の材料と抵抗の小さい材料を積層した構成にな
っているので、単層の場合と比較して電磁シールド効果
が高くすることが可能になった。
【0102】
【発明の効果】以上のように、本明細書で開示する発明
により、太陽電池を用いた電子機器の外部からの電磁ノ
イズにより、太陽電池を用いた電子機器が誤作動するの
を防ぐことができる。また太陽電池を有する電子機器の
作製工程数を減らし、コストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【図2】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【図3】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【図4】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【図5】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【図6】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【図7】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
を駆動電源とする時計の概略図。
【図8】 本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池
の概略図。
【符号の説明】
101 基板 102 電磁シールド層 103 第1電極 104 N層 105 I層 106 P層 107 光電変換層 108 第2電極 109 セル 110 電子機器の駆動部
フロントページの続き (72)発明者 山本 義人 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 西 和夫 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 Fターム(参考) 5F051 BA04 BA05 BA11 DA04 DA20 HA20

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子機器の駆動部上に形成された基板と、 前記基板上に形成された電磁シールド層と、 前記電磁シールド層上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有する太陽電池であって、 前記第1電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部
    と電気的に接続されており、 前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆
    っており、 前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴
    とする太陽電池。
  2. 【請求項2】電子機器の駆動部上に形成された電磁シー
    ルド層と、 前記電磁シールド層上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有する太陽電池であって、 前記第1電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部
    と電気的に接続されており、 前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆
    っており、 前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴
    とする太陽電池。
  3. 【請求項3】電子機器の駆動部上に形成された電磁シー
    ルド層と、 前記電磁シールド層上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、 前記第2電極上に形成された基板と、を有する太陽電池
    であって、 前記第1電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部
    と電気的に接続されており、 前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆
    っており、 前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴
    とする太陽電池。
  4. 【請求項4】電子機器の駆動部上に形成された基板と、 前記基板上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有する太陽電池であって、 前記第1電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部
    と電気的に接続されており、 前記第1電極は前記電子機器の駆動部を完全に覆ってお
    り、 前記第1電極は軟磁性の材料を有していることを特徴と
    する太陽電池。
  5. 【請求項5】電子機器の駆動部上に形成された第1電極
    と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有する太陽電池であって、 前記第1電極及び前記第2電極は前記電子機器の駆動部
    と電気的に接続されており、 前記第1電極は前記電子機器の駆動部を完全に覆ってお
    り、 前記第1電極は軟磁性の材料を有することを特徴とする
    太陽電池。
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項5のいずれか1項にお
    いて、前記軟磁性の材料とは鉄、ニッケル、鉄とニッケ
    ルとの合金、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金、コ
    バルトとニオブとジルコニウムとの合金または鉄とニッ
    ケルとクロムとの合金を有することを特徴とする太陽電
    池。
  7. 【請求項7】駆動部と、太陽電池とを有する電子機器で
    あって、 前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された基板と、 前記基板上に形成された電磁シールド層と、 前記電磁シールド層上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有し、 前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動部と電気的に
    接続されており、 前記電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、 前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴
    とする電子機器。
  8. 【請求項8】駆動部と、太陽電池とを有する電子機器で
    あって、 前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された電磁シール
    ド層と、 前記電磁シールド層上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有し、 前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動部と電気的に
    接続されており、 前記電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、 前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴
    とする電子機器。
  9. 【請求項9】駆動部と、太陽電池とを有する電子機器で
    あって、 前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された電磁シール
    ド層と、 前記電磁シールド層上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、 前記第2電極上に形成された基板と、を有し、 前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動部と電気的に
    接続されており、 前記電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、 前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴
    とする電子機器。
  10. 【請求項10】駆動部と、太陽電池とを有する電子機器
    であって、 前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された基板と、 前記基板上に形成された第1電極と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有し、 前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動部と電気的に
    接続されており、 前記第1電極は前記駆動部を完全に覆っており、 前記第1電極は軟磁性の材料を有していることを特徴と
    する電子機器。
  11. 【請求項11】駆動部と、太陽電池とを有する電子機器
    であって、 前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された第1電極
    と、 前記第1電極上に形成された光電変換層と、 前記光電変換層上に形成された透光性を有する第2電極
    と、を有し、 前記第1電極及び前記第2電極は前記駆動部と電気的に
    接続されており、 前記第1電極は前記駆動部を完全に覆っており、 前記第1電極は軟磁性の材料を有することを特徴とする
    電子機器。
  12. 【請求項12】請求項7乃至請求項11のいずれか1項
    において、前記軟磁性の材料とは鉄、ニッケル、鉄とニ
    ッケルとの合金、鉄とシリコンとアルミニウムとの合
    金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金または鉄
    とニッケルとクロムとの合金を有することを特徴とする
    電子機器。
  13. 【請求項13】請求項7乃至請求項12のいずれか1項
    において、前記電子機器とは時計であることを特徴とす
    る電子機器。
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