JP2007158281A - 素子内部光反射型光発電素子 - Google Patents

素子内部光反射型光発電素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2007158281A
JP2007158281A JP2005379885A JP2005379885A JP2007158281A JP 2007158281 A JP2007158281 A JP 2007158281A JP 2005379885 A JP2005379885 A JP 2005379885A JP 2005379885 A JP2005379885 A JP 2005379885A JP 2007158281 A JP2007158281 A JP 2007158281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type layer
light
light reflection
mirror surface
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005379885A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Tsugane
英幸 津金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2005379885A priority Critical patent/JP2007158281A/ja
Publication of JP2007158281A publication Critical patent/JP2007158281A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Abstract

【課題】従来の光発電技術では薄膜化、超薄型化を追求したために、薄膜半導体内へ入射し瞬間に１回のみ光起電力効果が得られていただけで、起電力が非常に低く、負荷の使用範囲が狭く限られていた。光発電素子という単位での発電力が低いことが課題である。
【解決手段】一度入射した入射後の光を高効率良く起電力への変換を行うために、光発電素子のＰＮ型層２，４、若しくは、ＰＩＮ型層半導体２，３，４に透明半導体を使用し、一度入射した光を素子の壁面、底面１の平らな鏡面７、若しくは、凹凸鏡面８で同じ光を何度も反射、乱反射させＰ型層からＩ型層、Ｎ型層からＩ型層へ光を横切らせる。
この光が横切った回数分、起電力を生ずる。この原理によって、発電力を高めた素子内部光反射型光発電素子とした。光を反射させる壁面が必要なため、従来の薄膜化、超薄型化に対し、本発明の光発電素子は厚みがある素子である。
【選択図】図１

Description

本発明は同じ光の強さで高効率的に発電をするために、光発電素子に透明半導体を使用し、素子の壁面と底面を平らな鏡面、若しくは、凹凸鏡面にすることにより光の反射、乱反射、鏡面間での光の往復が発生し、入射光が高効率的に電気変換される素子内部光反射型光発電素子に関するものである。
透明な光発電素子（太陽電池）が試作に成功している。（非特許文献１参照）
鏡面については、特許公開されたニッケルメッキの方法もある。（特許文献１参照）
特許公開２０００−９６２５２ 独立行政法人 産業技術総合研究所 成果普及部門 広報出版部より ２００３．６．２５発表
従来の光発電技術では薄膜化、超薄型化を追求したために、薄膜半導体内へ一度入射する光によってのみ光起電力効果が得られていただけで、電気変換効率が非常に低く、負荷の使用範囲が狭く限られていた。
本発明は、このような従来の光発電素子では光の電気変換効率が非常に低いという問題点を解決し、光の電気変換効率を高めた光発電素子を考案したもので、以下の構成を有する。
光発電素子を構成しているＰＮ接合、若しくは、ＰＩＮ接合のＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層の全て、若しくはいずれかの層に透明半導体を使用し、この素子側面と底面を平らな鏡面構造、若しくは、凹凸鏡面構造としたことを特徴とする素子内部光反射型光発電素子を考案した。
一度入射した光を反射させ半導体内を同じ光が何度も横切ることにより、電気変換効率を格段に高めた光発電素子である。
薄膜化されているのが現在の素子であるが、本考案は壁面を鏡構造として光を反射させるため、現在の素子よりも厚みのある素子である。
概念図 図１は光発電素子を透明半導体にすることによって、光が入射時の抵抗損失が少なく光発電素子内部の半導体内に入り、エネルギー損失が非常に少なく自由に光が飛び交うことを表している。
一度光発電素子内に飛込んだ光は壁底面の鏡面１の鏡面により光の反射、鏡面間での光の往復、乱反射、が発生し、入射光が何度も光発電素子内を移動する。
光の移動毎に電気変換が起こり、超効率的に電気変換される。
鏡面１の形状は平らな鏡面７、凹凸な鏡面８形状を有している。
従来の技術では一度入射した光が一度電気変換されるだけであった。
本発明は一度入射した光が反射によって何度も電気変換されることが特徴である。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に述べる。
図１において、２、３、４はＰＩＮ接合を表し、全て透明半導体を使用する。
２は底面から側面までつながった箱型形状である。
ＰＮ接合の場合も全て透明半導体を使用する。
図１の鏡面１は側面と底面を鏡面壁にする。
鏡面１は図３（Ａ）平らな鏡面７、図３（Ｂ）凹凸鏡面８の２種類の形状がある。
鏡面１の厚さは１μｍ〜５０μｍでニッケルメッキなどで蒸着されている。
Ｉ型層３の厚さは０．１ｍｍ〜１５０ｍｍである。
上記実施例では言及しなかったが、例えば円柱型、等の光発電素子の発電効率を効果的にするさまざまな形状も考えられる。
光の高効率電気変換により宇宙ステーションでの電源、車、電車、飛行機などの無公害、地球環境にやさしいエネルギー源として使用する。
会社、工場、各個々の家庭での自家発電など大容量の光発電として幅広いあらゆる産業分野で利用が可能である。
入射した光が底面、側面の鏡面で反射、乱反射する本発明品の使用時を断面で示す概念図 １つの素子の片側側面を取除いた断面図 （Ａ）符号１で使用する平らな鏡面形状図 （Ｂ）符号１で使用する凹凸な鏡面形状図
符号の説明
１ 鏡面
２ Ｐ型層、若しくは、Ｎ型層の下部透明半導体
３ Ｉ型層の透明半導体
４ Ｐ型層、若しくは、Ｎ型層の上部透明半導体
５ 光発電素子と負荷間の結線
６ 負荷
７ 平らな鏡面
８ 凹凸な鏡面

Claims (3)

  1. 光発電素子を構成しているＰＮ接合、若しくは、ＰＩＮ接合のＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層の全て、若しくはいずれかの層に透明半導体を使用し、該素子の側面と底面を平らな鏡面構造としたことを特徴とする素子内部光反射型光発電素子。
  2. 光発電素子を構成しているＰＮ接合、若しくは、ＰＩＮ接合のＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層の全て、若しくはいずれかの層に透明半導体を使用し、該素子の側面と底面を凹凸な鏡面構造としたことを特徴とする素子内部光反射型光発電素子。
  3. 光発電素子を構成しているＰＮ接合、若しくは、ＰＩＮ接合のＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層の全て、若しくはいずれかの層に透明半導体を使用し、該素子の側面と底面を平らな鏡面、若しくは、凹凸な鏡面構造としたことを特徴とする素子内部光反射型光発電素子。
JP2005379885A 2005-11-30 2005-11-30 素子内部光反射型光発電素子 Pending JP2007158281A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005379885A JP2007158281A (ja) 2005-11-30 2005-11-30 素子内部光反射型光発電素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005379885A JP2007158281A (ja) 2005-11-30 2005-11-30 素子内部光反射型光発電素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007158281A true JP2007158281A (ja) 2007-06-21

Family

ID=38242174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005379885A Pending JP2007158281A (ja) 2005-11-30 2005-11-30 素子内部光反射型光発電素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007158281A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009277464A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Aruze Corp 色素増感型太陽電池及び色素増感型太陽電池システム
WO2017086558A1 (ko) * 2015-11-19 2017-05-26 주식회사 금강이엔지 반사탭을 통해 집광효율을 증대시킨 태양광 발전장치
WO2019167176A1 (ja) * 2018-02-28 2019-09-06 三菱電機株式会社 電子部品装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009277464A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Aruze Corp 色素増感型太陽電池及び色素増感型太陽電池システム
WO2017086558A1 (ko) * 2015-11-19 2017-05-26 주식회사 금강이엔지 반사탭을 통해 집광효율을 증대시킨 태양광 발전장치
WO2019167176A1 (ja) * 2018-02-28 2019-09-06 三菱電機株式会社 電子部品装置
JPWO2019167176A1 (ja) * 2018-02-28 2021-01-14 三菱電機株式会社 電子部品装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huen et al. Advances in hybrid solar photovoltaic and thermoelectric generators
Ziar et al. Photovoltatronics: intelligent PV-based devices for energy and information applications
JP2011517118A (ja) Ｐｖの美観および効率を改善する方法
Pop-Vadean et al. Harvesting energy an sustainable power source, replace batteries for powering WSN and devices on the IoT
WO2010120233A3 (en) Multi-junction photovoltaic cell with nanowires
US20110259386A1 (en) Thermoelectric generating module
US20130118548A1 (en) Apparatus and methods for enhancing photovoltaic efficiency
KR101334092B1 (ko) 랙 타입 구조를 가지는 태양광 충전장치
US20100282304A1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
KR20180053993A (ko) 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법
KR101846468B1 (ko) 태양전지 패널 및 이를 구비한 창호
US20080210288A1 (en) Solar cell unit and solar cell module
JP2007158281A (ja) 素子内部光反射型光発電素子
EP2221882A2 (en) Solar concentrator comprising two solar cells
KR102274301B1 (ko) 태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법
KR20100065548A (ko) 태양 발전을 위한 집광 장치
US20120152346A1 (en) Light absorption-enhancing substrate stacks
RU2408954C1 (ru) Преобразователь солнечной энергии в электрическую и тепловую
KR101497326B1 (ko) 태양전지모듈의 제조방법
US9853171B2 (en) Photovoltaic devices with three dimensional surface features and methods of making the same
CN101645467B (zh) 光电转换元件
US20130125969A1 (en) Photovoltaic devices and methods of forming the same
CN204361111U (zh) 一种ⅲ-ⅴ半导体太阳能电池模组
JP2014209844A (ja) 発電装置及びそのような発電装置を備えた発電システム
WO2019103861A3 (en) Systems and methods for conversion of solar energy to electric power