JP2007053049A - 色素増感太陽電池付き車両用ガラス及びその車両取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができる色素増感太陽電池層付き車両用ガラス及びその車両取付構造の提供を目的とする。
【解決手段】
車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ１は、車外側から車内側に向けて第１ガラス板１、第１中間膜２、第２ガラス板３、色素増感太陽電池層４、第３ガラス板５、第２中間膜６、第４ガラス板７を積層して成り、第２ガラス板３および第３ガラス板５の色素増感太陽電池層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、色素増感太陽電池層４は、透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜９と、各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液とから成ることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車体開口部または車両のバックドアまたはリフトゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラス及びその車両取付構造に関する。

一般に、色素増感太陽電池は、光電変換効率が高く、製造コストが安いうえ、環境上極めて有効な太陽電池である。
特許文献１には色素増感太陽電池層を挟む２枚のガラス板の接合構造が開示されている。

すなわち、作用極を構成する第１のガラス基板に透明導電膜、金属配線層、酸化物半導体多孔膜および光増感用色素を設ける一方、対極を構成する第２のガラス基板には導電膜を形成し、作用極を構成する第１のガラス基板と、対極を構成する第２のガラス基板との間の隙間には、電解液を充填し、さらに両基板の周縁部を封止材で接合、封止して、セル内部の電解液が外部へ漏洩するのを防止すると共に、外部からセル内部に異物や水分等が侵入するのを防止すべく構成した接合構造である。

しかし、この特許文献１には単に色素増感太陽電池層を挟む２枚のガラス板の接合構造が開示されているに過ぎず、車載に関する技術思想については何等の開示も示唆もない。

特開２００４−２９２２４７号公報

この発明は、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができる色素増感太陽電池付き車両用ガラス及びその車両取付構造の提供を目的とする。

この発明による色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、該色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車外側から車内側に向けて第１ガラス板、第１中間膜、第２ガラス板、色素増感太陽電池層、第３ガラス板、第２中間膜、第４ガラス板を積層して成り、上記第２ガラス板および第３ガラス板の色素増感太陽電池層側にはそれぞれ透明導電膜が形成され、上記色素増感太陽電池層は、上記透明導電膜の一方に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、該Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜と、上記各透明導電膜相互間に充填される電解質溶液とから成るものである。

上記構成によれば、第２ガラス板は作用極基板として作用し、第３ガラス板は対極基板として作用する一方、第１ガラス板、第１中間膜、第２中間膜、第４ガラス板は保護ガラスおよび保護膜として作用するので、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができる。

この発明による色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、また、車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、該色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車外側から車内側に向けて第１ガラス板、第１中間膜、第２ガラス板、色素増感太陽電池層、第３ガラス板、該第３ガラス板の飛散を抑制する保護フィルムを積層して成り、上記第２ガラス板および第３ガラス板の色素増感太陽電池層側にはそれぞれ透明導電膜が形成され、上記色素増感太陽電池層は、上記透明導電膜の一方に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、該Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜と、上記各透明導電膜相互間に充填される電解質溶液とから成るものである。

上記構成によれば、第２ガラス板は作用極基板として作用し、第３ガラス板は対極基板として作用する一方、第１ガラス板、第１中間膜は保護ガラスおよび保護膜として作用し、さらに保護フィルムは第３ガラス板の飛散を抑制するので、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができ、しかも、請求項１の構成と比較して軽量となるため、実用上、有効である。

この発明による色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、さらに、車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、該色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車外側から車内側に向けて車外側ガラス板、色素増感太陽電池層、車内側ガラス板を積層して構成され、上記車外側ガラス板および車内側ガラス板は共に強化ガラスに設定され、上記各ガラス板の色素増感太陽電池層側にはそれぞれ透明導電膜が形成され、上記色素増感太陽電池層は、上記透明導電膜の一方に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、該Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜と、上記各透明導電膜相互間に充填される電解質溶液とから成るものである。

上記構成によれば、強化ガラスから成る車外側ガラス板は作用極基板として作用し、強化ガラスから成る車内側ガラス板は対極基板として作用すると共に、これらの各ガラス板は弾性率、剛性に対して優れた特性を有するので、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができ、しかも、請求項１および請求項２の構成と比較して軽量になり、かつ積層構造の全体の厚みを薄くすることができるので、車載ガラスとして極めて有効である。

この発明の一実施態様においては、上記色素増感太陽電池層より車内側のガラス板の少なくとも一面に半透明反射膜を形成したものである。
上記構成によれば、色素増感太陽電池層を透過した太陽光が、車内側のガラス板に形成された半透明反射膜により、反射して再び色素増感太陽電池層に入光するので、光量の増大および発電効率の向上を図ることができる。

この発明の一実施態様においては、上記色素増感太陽電池層は、ガラス平面視において複数の矩形状のセルに分割され、上記色素増感太陽電池層より車内側のガラス板の一面にデフォッガ熱線を形成し、該デフォッガ熱線は上記色素増感太陽電池層のセル形状に沿って配置されたものである。
上記構成によれば、デフォッガ熱線により、くもり止めを図ることができるのは勿論、このデフォッガ熱線を色素増感太陽電池層のセル形状に沿って配置したので、見映えの向上を図ることができる。

この発明による色素増感太陽電池付き車両用ガラスの車両取付構造は、上記色素増感太陽電池層より車外側のガラス板は車内側のガラス板よりガラス平面視で大きく形成され、該車外側のガラス板より成る縁部を備え、該縁部の車内側面が車体開口部の開口周縁を形成する枠部に固定されるものである。

上記構成によれば、車内側のガラス板に対してガラス平面視で大きく形成された車外側のガラス板の縁部を、ボディ側開口周縁の枠部に固定するので、上記積層構造の車両用ガラスを車体開口部に確実に取付けることができる。

この発明の一実施態様においては、上記色素増感太陽電池層に結線されるリード線を備え、該リード線が取出される車内側のガラスの一部には切欠部が形成され、上記リード線は該切欠部を介して車室内に導入されるものである。

上記構成によれば、ガラスの一部に形成された切欠部を介して上記リード線を取出すので、該切欠部のスペースにより、リード線の取出し性が向上し、該リード線の損傷防止を図ることができる。

この発明の一実施態様においては、上記車外側のガラス板が固定された上記枠部の一部に、車体開口部に面する切欠部が形成され、上記色素増感太陽電池層に結線されるリード線が該切欠部を通過して車室内に導入されるものである。

上記構成によれば、車体開口部の開口周縁を形成する枠部に上記切欠部を形成し、このボディ側の切欠部を介して上記リード線を取出すので、該切欠部のスペースにより、リード線の取出し性が向上し、該リード線の損傷防止を図ることができる。しかも、ガラスの一部に切欠部を構成する構造に対して、切欠部を枠部に形成するとよいので、該切欠部の形成が容易となる。

この発明の一実施態様においては、上記色素増感太陽電池層はガラス平面視で複数のセルに分割され、該セルはガラス平面視で所定方向に連続するよう隣接して配置され、上記Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持される色素の量は、上記所定方向において連続する各セル毎に、連続的に増大または減少するように設定され、ガラス透過光が上記所定方向に連続して暗く、または明るくなるように構成されたものである。
上述の所定方向は、上下方向に設定してもよい。

上記構成によれば、所定方向において連続する各セル毎に、色素の担持量が連続的に増大または減少するように設定したので、グラデーション（ｇｒａｄａｔｉｏｎ、色調、明暗の漸次的移行）効果を確保することができる。

この発明によれば、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができる効果がある。

この発明の実施の形態を以下図面に基づいて詳述する。

図面は色素増感太陽電池付き車両用ガラス及びその車両取付構造を示すが、まず、図１〜図７を参照して、色素増感太陽電池付き車両用ガラスの構成について説明する。

この色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ１は、図１に示すように、車外側（矢印ＯＵＴ参照）から車内側（矢印ＩＮ参照）に向けて第１ガラス板１、第１中間膜２、第２ガラス板３、色素増感太陽電池層４（以下単にＤＳＣ層と略記する、但し、ＤＳＣはＤｙｅ ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌの略である）、第３ガラス板５、第２中間膜６、第４ガラス板７を、ガラス板の自重曲げ方式により３次元曲面形状に積層して構成されている。

また、第２ガラス板３とＤＳＣ層４との界面、並びに、第３ガラス板５とＤＳＣ層４との界面には、電極として機能する透明導電膜８，９が形成されている。

図１の一部分を図２に拡大して示すように、上述のＤＳＣ層４は、一方の透明導電膜８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、このＴ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上述の透明導電膜９と、これらの各透明導電膜８，９の相互間に充填された電解質溶液１２と、この電解質溶液１２を封止する封止材１３，１３とを備えている。
上述の各ガラス板１，３，５，７としては、ソーダライムシリカガラスが好ましく用いられる。

ガラス板１，３，５，７の厚さとしては、第１ガラス板１は１．５〜３ｍｍ、第２ガラス板３は２〜４ｍｍ、第３ガラス板５は２〜４ｍｍ、第４ガラス板７は１〜３ｍｍであることが好ましい。

ガラス板１，３，５，７の厚さが上記の下限値未満であると、ＪＩＳ Ｒ ３２１１に定める耐衝撃性および体貫通性に合格することができなくなる可能性がある。また、ガラス板１，３，５，７の厚さが上記の上限値より暑いと、積層体の重量が過大となるため、実用的ではない。

上述の中間膜２，６としては、通常の合わせガラス用に用いられているものを用いることができる。具体的には、ポリビニルブチラール（いわゆるＰＶＢ）、ポリビニルアセタールなどの熱可塑性樹脂が用いられる。

また中間膜２，６の厚さとしては、０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度のものを用いることが好ましい。中間膜２，６の厚さが上記下限値よりも薄い場合には、ＪＩＳ Ｒ ３２１１に定める耐衝撃性および耐貫通性に合格することができなくなる可能性がある。逆に、中間膜２，６の厚さが上述の上限値よりも厚い場合には、積層体の重量が重くなるため、実用的ではない。

電極として機能する透明導電膜８，９としてはＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫）、Ｚ_ｎＯ（酸化亜鉛）、Ｓ_ｎＯ_２／ＩＴＯの多層膜等の膜が用いられる。これらの膜は、第２ガラス板３および第３ガラス板５の表面に予めコーティングを行い、上述の構成となるように積層を行なう際に、ＤＳＣ層４と接するように配置する。

透明導電膜８，９のシート抵抗値としては、１５０Ω／□以下が好ましい。１５０Ω／□よりも抵抗値が大きいと、太陽電池にて発電した電気の損失が大きいため好ましくはない。このため透明導電膜８，９のシート抵抗値としては、３０Ω／□以下であることが望ましい。

透明導電膜８，９の膜厚としては、５０ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満であると、透明導電膜８，９のシート抵抗値が過大となって、太陽電池にて発電した電気の損失が大となるので好ましくない。また、膜厚が１μｍを超えると、透明導電膜８，９での破壊による積層体の剥離が生じやすくなるため好ましくない。以上により透明導電膜８，９の膜厚は８０ｎｍ〜６００ｎｍであることが好ましい。
上述の透明導電膜８，９をガラス板３，５の表面にコーティングする方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などが好ましく用いられる。

また、透明導電膜９の表面に必要に応じて、白金またはカーボンなどの膜１４（図２参照）を形成してもよい。白金またはカーボンなどの膜１４を形成することにより、酸化状態にある電解質溶液１２の還元反応速度を上げることができるからである。白金またはカーボンなどの膜の成膜方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法などを用いることができる。

ＤＳＣ層４は、太陽の光により発電を行なうセルＣＥ（図２、図４参照）と、セルＣＥとセルＣＥとの間に形成される封止材１３などにより構成される。
セルＣＥは第２ガラス板３上に形成された透明導電膜８または第３ガラス板５上に形成された透明導電膜９の何れかに接するように形成された半導体のＴ_ｉＯ_２膜１０と、このＴ_ｉＯ_２膜１０の表面に形成された色素１１と、該色素１１とＴ_ｉＯ_２膜１０とが形成されていない側の透明導電膜９との間に充填される電解質溶液１２などにより構成される。

Ｔ_ｉＯ_２膜１０としては、チタニア粉末をポリエチレングリコール、アセチルアセトン、および水等と混ぜたペーストをガラス板表面の透明導電膜８の表面にコーティングした後、６００〜６５０℃程度の温度で焼成することにより得られる。Ｔ_ｉＯ_２膜１０の膜厚は、発電効率が良くなる０．１μｍ〜２０μｍ程度が好ましい。

また、ペーストをガラス表面にコーティングする方法としては、スクリーン印刷法、ロールコート法、フローコート法、スピンコート法、スキージ法、電着法等の方法を用いることができる。中でも、スクリーン印刷法は自動車用ガラス等大面積に対して均一にコーティングすることができるため好ましい。
色素１１としては、例えば、ルテニウム、オスミウム、鉄、亜鉛などの錯体（金属錯体）およびエオシン、ローダミン、メロシアニン、シアニンなどの有機色素等から適宜選択して用いることができる。

電解質溶液１２としては、酸化還元対を含む有機溶媒や室温溶融塩などを用いることができる。また電解質溶液１２としては、溶液状に加え、ゲル状（半固体状）、固体状の状態も用いることができる。上述の酸化還元対としては、特に限定されないが、ヨウ素／ヨウ化物イオン、臭素／シュウ化物イオンなどを例示することができる。

また、上記積層体に対し、第３ガラス板５と第２中間膜６の境界面に半透明反射膜１５（図５参照）を形成してもよく、第２中間膜６と第４ガラス板７の境界面に半透明反射膜１５（図６参照）を形成してもよく、第４ガラス板７の第２中間膜６とは反対側の表面に半透明反射膜１５（図７参照）を形成してもよく、図６で示した位置と、図７で示した位置との双方に半透明反射膜１５を形成してもよい。

上述の半透明反射膜１５としては、所定の波長の光、具体的には、ＤＳＣ層４に用いる色素１１が吸収する波長の光を反射する膜であって、このように半透明反射膜１５を形成することにより、ＤＳＣ層４では、車外側より進入してくる光の他に、色素１１において吸収されず半透明反射膜１５により反射された光でも発電されることになり、発電量を増加させることができる。

さらに、第１ガラス板１および／または第２ガラス板３として、紫外線吸収機能を有するガラス板を用いてもよく、あるいは、紫外線吸収機能を有する中間膜２を用いてもよい。このように構成すると、ＤＳＣ層４には紫外線が抑制された光が入射するため、ＤＳＣ層４の紫外線による劣化を防止することができる。

ところで、図３、図４は各セルＣＥに対する結線構造を示し、図３は上記積層体の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線矢視断面図であって、図３に示すガラス平面視においてＤＳＣ層４は複数の矩形状のセルＣＥに分割されており、図４に示すように、負極側の透明導電膜８と、正極側の透明導電膜９とをインターコネクト集電体１６を介して直列に接続すると共に、図３、図４に示す如く、積層体の端部側に位置するセルＣＥの負極側の透明導電膜８および正極側の透明導電膜９にはそれぞれ負極側集電線１７（以下単にリード線と略記する）および正極側集電線１８（以下単にリード線と略記する）を接続し、これら各リード線１７,１８を積層体のリード線取出し側（図３の右側参照）に配設し、かつ２本のリード線１７，１８を互に近接させて取出す。なお、図３においてαはセラミックによるマスキング部である。なお、上述のインターコネクトはセル間接続の一例であって、他の配線方法でもよい。

上記構成の車両用ガラスＧ１は図８に示すハッチバック車両１９のルーフ部２０、リヤハッチ２１のリヤウインド２２、リヤクオータウインド２３または図９に示すセダン型車両２４のリヤウインド２５に採用することができる。

次に、図１０，図１１を参照して上記車両用ガラスＧ１のルーフ部２０に対する車両取付構造について説明する。
車体側のルーフ部にはルーフサイドレールアウタ２６とルーフサイドレールインナ２７とレインフォースメント２８とを接合して、車両の前後方向に延びる閉断面構造のルーフサイドレール２９が設けられている。
左右一対のルーフサイドレール２９，２９（但し、図１０、図１１では一方のみを示す）間には車体開口部３０（図１１参照）が形成され、ルーフサイドレール２９には車体開口部３０の開口周縁を形成する枠部としての接合フランジ部３１が設けられている。

また、上述の接合フランジ部３１の一部には、上記リード線１７，１８の近接部と対応して、車体開口部３０に面する切欠部３２が形成される一方、ルーフサイドレール２９の下側の接合フランジ部３３にはウエザーストリップ３４が嵌着されている。さらにルーフサイドレール２９の車内側はルーフサイドトリム３５（トリム部材）で覆われている。

一方、車両用ガラスＧ１においては、ＤＳＣ層４よりも車外側のガラス板１，３は車内側のガラス板５，７に対してガラス平面視で大きく形成され、そのガラス周縁部には該車外側のガラス板１，３より成る縁部３６を備えている。

そして、この縁部３６の車内側面がダム３７と、シーラント等の接着剤３８とを介して上述の接合フランジ部３１に強固に固定されると共に、上述の各リード線１７，１８は切欠部３２を通過して車室内に導入されるが、これらのリード線１７，１８はカプラ３９を介して絶縁被覆されたハーネス４０に接続され、このハーネス４０はルーフサイドレールインナ２７と、ルーフサイドトリム３５との間の空間部に導入される。

次に、図１２、図１３、図１４を参照して、上記車両用ガラスＧ１のリヤハッチ２１に対する車体取付構造について説明する。図１２はリヤハッチ２１を車両後方から見た状態で示す斜視図、図１３は図１２のＢ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図、図１４は図１３の分解斜視図である。

なお、図１２においては複数に分割されたセルＣＥの部分に図示の便宜上、ハッチングを施して示している。ガラス平面視で複数に分割されたセルＣＥは、その複数がガラス平面視において所定方向としての上下方向に連続するように隣接して配置されている。

図１３、図１４に示すように、リヤハッチ２１はリヤハッチアウタパネル４１とリヤハッチインナパネル４２とを接合して構成されると共に、該リヤハッチ２１にはリヤウインド２２の配設部に相当する車体開口部４３（図１４参照）が形成され、リヤハッチ２１には、この車体開口部４３の開口周縁を形成する枠部としての接合フランジ部４４が設けられている。

また、上述の接合フランジ部４４の一部には、上記リード線１７，１８の近接部と対応して、車体開口部４３に面する切欠部４５が形成される一方、上述のリヤハッチインナパネル４２の車内側はトリム部材４６で覆われている。

一方、車両用ガラスＧ１においては、ＤＳＣ層４よりも車外側のガラス板１，３は車内側のガラス板５，７に対してガラス平面視で大きく形成され、そのガラス周縁部には該車外側のガラス板１，３より成る縁部３６を備えている。

そして、この縁部３６の車内側面がダム３７と、シーラント等の接着剤３８とを介して、上述の接合フランジ部４４に強固に固定されると共に、上述の各リード線１７，１８は切欠部４５を通過して車室内に導入されるが、これらのリード線１７，１８はカプラ４７を介して絶縁被覆されたハーネス４８に接続され、このハーネス４８はリヤハッチインナパネル４２と、トリム部材４６との間の空間部に導入される。

図１２で示した実施例においては、ＤＳＣ層４の各セルＣＥにおけるＴ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持される色素１１の量をそれぞれ一定と成したが、図１５に示すように、ＤＳＣ層４の各セルＣＥにおけるＴ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持される色素１１の量を、所定方向としての上下方向において連続する各セルＣＥ毎に、上側のセルＣＥの色素担持量が大で、下側に行く程、色素担持量が小となるように、連続的に減少すべく設定し、ガラス透過光が上下方向に連続して上側のセルＣＥが暗く、下側に行く程、明るくなるように構成してもよい。

このように構成すると、日除け効果と後方視界の確保との両立を図ることができる。なお、図１５においては図示の便宜上、各セルＣＥにおいて色素担持量が大きい程、ハッチング間隔が小さく、色素担持量が小さい程、ハッチング間隔が大きくなるように図示している。

なお、図１２、図１５で示した各セルＣＥはリヤウインド２２の車幅方向の全幅に連続して延びる形状のものを例示したが、これは図１６に示すように車幅方向において複数に分割形成してもよい。

ここで、上記構成の車両用ガラスＧ１をリヤハッチ２１のリヤウインド２２、またはセダン型車両２４のリヤウインド２５に適用する場合には、図１７に示すように、ＤＳＣ層４よりも車内側のガラス板としての第３ガラス板５の車内側の面にデフォッガ熱線４９を形成し、該デフォッガ熱線４９をＤＳＣ層４のセルＣＥの形状に沿って車幅方向に延びるように配置する。望ましくは、上下のセルＣＥ間におけるインターコネクト集電体１６と対応する部位においてデフォッガ熱線４９が車幅方向に延びるように配置する。

このように構成すると、見栄えを確保しつつ、リヤウインド２２，２５の曇りを除去することができる。
なお、図中、矢印ＯＵＴは車外側を示し、矢印ＩＮは車内側を示し、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両後方を示すものである。

このように、上記実施例の色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ１は、車体開口部または車両のドア（バックドア）またはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、該色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ１は、車外側から車内側に向けて第１ガラス板１、第１中間膜２、第２ガラス板３、ＤＳＣ層４、第３ガラス板５、第２中間膜６、第４ガラス板７を積層して成り、上記第２ガラス板３および第３ガラス板５のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜８，９と、上記各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

この構成によれば、第２ガラス板３は作用極基板として作用し、第３ガラス板５は対極基板として作用する一方、第１ガラス板１、第１中間膜２、第２中間膜６、第４ガラス板７は保護ガラスおよび保護膜として作用するので、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができる。
また、上記ＤＳＣ層４より車内側のガラス板の少なくとも一面に半透明反射膜１５を形成したものである（図５、図６、図７参照）。

この構成によれば、ＤＳＣ層４を透過した太陽光が、車内側のガラス板に形成された半透明反射膜１５により、反射して再びＤＳＣ層４に入光するので、光量の増大および発電効率の向上を図ることができる。

さらに、上記ＤＳＣ層４は、ガラス平面視において複数の矩形状のセルＣＥに分割され、上記ＤＳＣ層４より車内側のガラス板５の一面にデフォッガ熱線４９を形成し、該デフォッガ熱線４９は上記ＤＳＣ層４のセルＣＥ形状に沿って配置されたものである。

この構成によれば、デフォッガ熱線４９により、くもり止めを図ることができるのは勿論、このデフォッガ熱線４９をＤＳＣ層４のセルＣＥ形状に沿って配置したので、見映えの向上を図ることができる。

一方、上記実施例の色素増感太陽電池付き車両用ガラスの車両取付構造は、上記ＤＳＣ層４より車外側のガラス板１，３は車内側のガラス板５，７よりガラス平面視で大きく形成され、該車外側のガラス板１，３より成る縁部３６を備え、該縁部３６の車内側面が車体開口部３０，４３の開口周縁を形成する枠部（接合フランジ部３１，４４参照）に固定されるものである。

この構成によれば、車内側のガラス板５，７に対してガラス平面視で大きく形成された車外側のガラス板１，３の縁部３６を、ボディ側開口周縁の枠部（接合フランジ部３１，４４参照）に固定するので、上記積層構造の車両用ガラスＧ１を車体開口部３０，４３に確実に取付けることができる。

また、上記車外側のガラス板１，３が固定された上記枠部（接合フランジ部３１，４４）の一部に、車体開口部３０，４３に面する切欠部３２，４５が形成され、上記ＤＳＣ層４に結線されるリード線１７，１８が該切欠部３２，４５を通過して車室内に導入されるものである。

この構成によれば、車体開口部３０，４３の開口周縁を形成する枠部（接合フランジ部３１，４４）に上記切欠部３２，４５を形成し、このボディ側の切欠部３２，４５を介して上記リード線１７，１８を取出すので、該切欠部３２，４５のスペースにより、リード線１７，１８の取出し性が向上し、該リード線１７，１８の損傷防止を図ることができる。しかも、ガラスＧ１の一部に切欠部を構成する構造に対して、切欠部３２，４５を枠部（接合フランジ部３１，４４）に形成するとよいので、該切欠部３２，４５の形成が容易となる。

さらに、上記ＤＳＣ層４はガラス平面視で複数のセルＣＥに分割され、該セルＣＥはガラス平面視で所定方向（上下方向参照）に連続するよう隣接して配置され、上記Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持される色素１１の量は、上記所定方向（上下方向参照）において連続する各セルＣＥ毎に、連続的に増大または減少するように設定され、ガラス透過光が上記所定方向（上下方向参照）に連続して暗く、または明るくなるように構成されたものである。

この構成によれば、所定方向において連続する各セルＣＥ毎に、色素１１の担持量が連続的に増大または減少するように設定したので、グラデーション（ｇｒａｄａｔｉｏｎ、色調、明暗の漸次的移行）効果を確保することができる。

図１８は色素増感太陽電池付き車両用ガラスの他の実施例を示し、実施例１の第２中間膜６および第４ガラス板７に代えて、保護フィルム５０を積層したものである。

すなわち、この色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ２は、車外側から車内側に向けて第１ガラス板１、第１中間膜２、第２ガラス板３、ＤＳＣ層４、第３ガラス板５、該第３ガラス板５の飛散を抑制する保護フィルム５０を、ガラス板の自重曲げ方式により３次元曲面形状に積層して成り、上記第２ガラス板３および第３ガラス板５のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、図２で示したように、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜９と、上記各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

上述の保護フィルム５０としては、例えば、アクリム系粘着剤を表面に形成したＰＥＴフィルムなどを用いることができる。また、保護フィルム５０の厚さは１５μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。つまり、保護フィルム５０の厚さが１５μｍ未満であると、大面積のガラスに対して保護フィルム５０を貼付けにくくなるため好ましくない。また、保護フィルム５０の厚さが５０μｍよりも厚いと曲げ加工されたガラス板５に対し保護フィルム５０の追従性が悪くなり、これにより保護フィルム５０にシワが発生する可能性があるため好ましくない。
上記実施例２の積層体に半透明反射膜１５を形成する場合、図１９に示すように、第３ガラス板５と保護フィルム５０との境界面に設けることができる。

次に、図２０、図２１、図２２を参照して上記車両用ガラスＧ２の車両取付構造について説明する。
ボディ側のアウタパネル５１とインナパネル５２とを接合して、車体開口部５３の開口周縁を形成する枠部としての接合フランジ部５４が設けられると共に、インナパネル５２の車内側はトリム部材５５で覆われている。

一方、車両用ガラスＧ２においては、ＤＳＣ層４よりも車外側のガラス板１，３は車内側のガラス板５に対してガラス平面視で大きく形成され、そのガラス周縁部には該車外側のガラス板１，３より成る縁部３６を備えると共に、リード線１７，１８が取出される車内側のガラス板５のリード線近接部には切欠部５６が形成されている。

そして、上述の縁部３６の車内側面がダム３７と、シーラント等の接着剤３８とを介して上述の接合フランジ部５４に強固に固定されると共に、上述の各リード線１７，１８は切欠部５６を通過して車室内に導入されるが、これらのリード線１７，１８はカプラ５７を介して絶縁被覆されたハーネス５８に接続され、このハーネス５８はインナパネル５２とトリム部材５５との間の空間部に導入される。

このように、実施例２の色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ２は、車体開口部または車両のドア（バックドア）またはリヤゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、該色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ２は、車外側から車内側に向けて第１ガラス板１、第１中間膜２、第２ガラス板３、ＤＳＣ層４、第３ガラス板５、該第３ガラス板５の飛散を抑制する保護フィルム５０を積層して成り、上記第２ガラス板３および第３ガラス板５のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜９と、上記各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

この構成によれば、第２ガラス板３は作用極基板として作用し、第３ガラス板５は対極基板として作用する一方、第１ガラス板１、第１中間膜２は保護ガラスおよび保護膜として作用し、さらに保護フィルム５０は第３ガラス板５の飛散を抑制するので、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができ、しかも、実施例１の構造と比較して軽量となるため、実用上、有効である。

また実施例２の車両用ガラスの車両取付構造においては、上記ＤＳＣ層４に結線されるリード線１７，１８を備え、該リード線１７，１８が取出される車内側のガラス板５の一部には切欠部５６が形成され、上記リード線１７，１８は該切欠部５６を介して車室内に導入されるものである。

この構成によれば、ガラス板５の一部に形成された切欠部５６を介して上記リード線１７，１８を取出すので、該切欠部５６のスペースにより、リード線１７，１８の取出し性が向上し、該リード線１７，１８の損傷防止を図ることができる。

この実施例２においても、その他の構成、作用、効果については先の実施例１とほぼ同様であるから、図１８〜図２２において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。なお、実施例２の車両用ガラスＧ２を、図１０、図１３で示した車両取付構造により車体側に取付けても良いことは勿論である。

図２３は色素増感太陽電池付き車両用ガラスのさらに他の実施例を示し、この車両用ガラスＧ３は、車外側から車内側に向けて車外側ガラス板６０、ＤＳＣ層４、車内側ガラス板６１を積層して構成され、上記車外側ガラス板６０および車内側ガラス板６１は共に強化ガラスに設定され、上記各ガラス板６０，６１のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、図２で示したように、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜９と、上記各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

上述の各ガラス板６０，６１の厚さとしては、車外側ガラス板６０（強化ガラス）の厚さは２．５〜３ｍｍが好ましく、車内側ガラス板６１（強化ガラス）の厚さも同様に２．５〜３ｍｍであることが好ましい。

上記ガラス板６０，６１の厚さが上述の下限値未満であると、ＪＩＳ Ｒ ３２１１に定める耐衝撃性および破砕試験による破片の状態に合格することができなくなる可能性がある。また、ガラス板６０，６１の厚さが上述の上限値よりも厚いと、積層体の重量が重くなるため、実用的ではない。

また、上記積層体に対して、車内側ガラス板６１のＤＳＣ層４とは反対側の表面に半透明反射膜（図示せず）を形成してもよく、さらに、車外側ガラス板６０としては、紫外線吸収機能を有するガラス板を用いてもよい。

このように、実施例３の色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ３は、車体開口部または車両のバックドアまたはリヤゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、該色素増感太陽電池付き車両用ガラスＧ３は、車外側から車内側に向けて車外側ガラス板６０、ＤＳＣ層４、車内側ガラス板６１を積層して構成され、上記車外側ガラス板６０および車内側ガラス板６１は共に強化ガラスに設定され、上記各ガラス板６０，６１のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜９と、上記各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

この構成によれば、強化ガラスから成る車外側ガラス板６０は作用極基板として作用し、強化ガラスから成る車内側ガラス板６１は対極基板として作用すると共に、これらの各ガラス板６０，６１は弾性率、剛性に対して優れた特性を有するので、安全性および強度等の車載ガラス要件を満たすことができ、しかも、実施例１、実施例２の構造と比較して軽量になり、かつ積層構造の全体の厚みを薄くすることができるので、車載ガラスとして極めて有効である。
なお、図２３で示した車両用ガラスＧ３を車体に取付ける場合には、図１０、図１３、図２０で示した車両取付構造を採用することができる。

図２４は色素増感太陽電池付き車両用ガラスのさらに他の実施例を示し、この車両用ガラスＧ４は、車外側から車内側に向けて第１ガラス板１、第１中間膜２、第２ガラス板３、ＤＳＣ層４、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明樹脂ガラス板６２（対極基板）を積層して成り、各ガラス板３，６２のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、図２で示したように、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜９と、上記核透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

このように、ＤＳＣ層４の車内側を透明樹脂ガラス板６２にて構成すると、車内側の安全性確保と、軽量化（ＰＣの比重は１．２）との両立を図ることができる。

図２５は色素増感太陽電池付き車両用ガラスのさらに他の実施例を示し、この車両用ガラスＧ５は、車外側から車内側に向けて、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明樹脂ガラス板６３（作用極基板）、ＤＳＣ層４、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明樹脂ガラス板６４（対極基板）を積層して成り、各ガラス板６３，６４のＤＳＣ層４側にはそれぞれ透明導電膜８，９が形成され、上記ＤＳＣ層４は、図２で示したように、上記透明導電膜の一方８に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜１０と、該Ｔ_ｉＯ_２膜１０の表面に担持された色素１１と、他方のＴ_ｉＯ_２膜１０が形成されない上記透明導電膜９と、上記各透明導電膜８，９相互間に充填される電解質溶液１２とから成るものである。

このように、ＤＳＣ層４の車外側および車内側の双方を透明樹脂ガラス板６３，６４にて構成すると、安全性の確保と、軽量化（ＰＣの比重は１．２）と、車両用ガラスＧ５の薄肉化とを達成することができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の色素増感太陽電池層は、実施例のＤＳＣ層４に対応し、
以下同様に、
枠部は、接合フランジ部３１，４４，５４に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

本発明の色素増感太陽電池付き車両用ガラスを示す断面図 色素増感太陽電池層の説明図 セルに対する結線構造を示す平面図 図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図 半透明反射膜の形成部位の一実施例を示す断面図 半透明反射膜の形成部位の他の実施例を示す断面図 半透明反射膜の形成部位のさらに他の実施例を示す断面図 ハッチバック車両の側面図 セダン型車両の側面図 車両用ガラスのルーフ部に対する取付構造を示す断面図 図１０の分解斜視図 車両用ガラスをリヤハッチに取付けた状態で示す斜視図 図１２のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図 図１３の分解斜視図 セルに対する色素担持量の実施例を示す斜視図 セルの分割構造の一例を示す斜視図 デフォッガ熱線の形成構造を示す断面図 車両用ガラスの他の実施例を示す断面図 半透明反射膜の形成部位の一実施例を示す断面図 車両用ガラスの車両取付構造の他の実施例を示す断面図 図２０の斜視図 図２０、図２１で示した車両用ガラスのセルに対する結線構造を示す平面図 車両用ガラスのさらに他の実施例を示す断面図 車両用ガラスのさらに他の実施例を示す断面図 車両用ガラスのさらに他の実施例を示す断面図

符号の説明

Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５…車両用ガラス
ＣＥ…セル
１…第１ガラス板
２…第１中間膜
３…第２ガラス板
４…ＤＳＣ層（色素増感太陽電池層）
５…第３ガラス板
６…第２中間膜
７…第４ガラス板
８，９…透明導電膜
１０…Ｔ_ｉＯ_２膜
１１…色素
１２…電解質溶液
１５…半透明反射膜
１７，１８…リード線
３０，４３，５３…車体開口部
３１，４４，５４…接合フランジ部（枠部）
３６…縁部
３２，４５，５６…切欠部
４９…デフォッガ熱線
５０…保護フィルム
６０…車外側ガラス板
６１…車内側ガラス板

Claims (9)

1. 車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、
   該色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車外側から車内側に向けて第１ガラス板、第１中間膜、第２ガラス板、色素増感太陽電池層、第３ガラス板、第２中間膜、第４ガラス板を積層して成り、
   上記第２ガラス板および第３ガラス板の色素増感太陽電池層側にはそれぞれ透明導電膜が形成され、
   上記色素増感太陽電池層は、上記透明導電膜の一方に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、該Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜と、上記各透明導電膜相互間に充填される電解質溶液とから成る
   色素増感太陽電池付き車両用ガラス。
2. 車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、
   該色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車外側から車内側に向けて第１ガラス板、第１中間膜、第２ガラス板、色素増感太陽電池層、第３ガラス板、該第３ガラス板の飛散を抑制する保護フィルムを積層して成り、
   上記第２ガラス板および第３ガラス板の色素増感太陽電池層側にはそれぞれ透明導電膜が形成され、
   上記色素増感太陽電池層は、上記透明導電膜の一方に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、該Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜と、上記各透明導電膜相互間に充填される電解質溶液とから成る
   色素増感太陽電池付き車両用ガラス。
3. 車体開口部または車両のドアまたはゲートの窓部を覆うように取付けられる色素増感太陽電池付き車両用ガラスであって、
   該色素増感太陽電池付き車両用ガラスは、車外側から車内側に向けて車外側ガラス板、色素増感太陽電池層、車内側ガラス板を積層して構成され、
   上記車外側ガラス板および車内側ガラス板は共に強化ガラスに設定され、
   上記各ガラス板の色素増感太陽電池層側にはそれぞれ透明導電膜が形成され、
   上記色素増感太陽電池層は、上記透明導電膜の一方に接して形成されたＴ_ｉＯ_２膜と、該Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持された色素と、他方のＴ_ｉＯ_２膜が形成されない上記透明導電膜と、上記各透明導電膜相互間に充填される電解質溶液とから成る
   色素増感太陽電池付き車両用ガラス。
4. 上記色素増感太陽電池層より車内側のガラス板の少なくとも一面に半透明反射膜を形成した
   請求項１〜３の何れか１に記載の色素増感太陽電池付き車両用ガラス。
5. 上記色素増感太陽電池層は、ガラス平面視において複数の矩形状のセルに分割され、
   上記色素増感太陽電池層より車内側のガラス板の一面にデフォッガ熱線を形成し、
   該デフォッガ熱線は上記色素増感太陽電池層のセル形状に沿って配置された
   請求項１〜３の何れか１に記載の色素増感太陽電池付き車両用ガラス。
6. 上記色素増感太陽電池層より車外側のガラス板は車内側のガラス板よりガラス平面視で大きく形成され、該車外側のガラス板より成る縁部を備え、
   該縁部の車内側面が車体開口部の開口周縁を形成する枠部に固定される
   請求項１〜５の何れか１に記載の色素増感太陽電池付き車両用ガラスの車両取付構造。
7. 上記色素増感太陽電池層に結線されるリード線を備え、
   該リード線が取出される車内側のガラスの一部には切欠部が形成され、
   上記リード線は該切欠部を介して車室内に導入される
   請求項６記載の色素増感太陽電池付き車両用ガラスの車両取付構造。
8. 上記車外側のガラス板が固定された上記枠部の一部に、車体開口部に面する切欠部が形成され、
   上記色素増感太陽電池層に結線されるリード線が該切欠部を通過して車室内に導入される
   請求項６記載の色素増感太陽電池付き車両用ガラスの車両取付構造。
9. 上記色素増感太陽電池層はガラス平面視で複数のセルに分割され、
   該セルはガラス平面視で所定方向に連続するよう隣接して配置され、
   上記Ｔ_ｉＯ_２膜の表面に担持される色素の量は、上記所定方向において連続する各セル毎に、連続的に増大または減少するように設定され、
   ガラス透過光が上記所定方向に連続して暗く、または明るくなるように構成された
   請求項１，２，３，５の何れか１に記載の色素増感太陽電池付き車両用ガラス。
   

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