JP2008097269A - Ic tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に電池を有するアクティブ型のICタグに関する。 The present invention relates to an active IC tag having a battery inside.
近年、タグ状の媒体に電波を用いてデータの記録または読み出しを行い、アンテナを介して通信を行うICタグがある。このICタグには、ICタグ内に一次電池を内蔵しており、ICタグ自身が無線信号により一定時間(例えば、1秒)おきにデータを含む無線信号を発信するアクティブ型のICタグがある。 In recent years, there is an IC tag that records or reads data using radio waves on a tag-like medium and performs communication via an antenna. This IC tag includes an active IC tag in which a primary battery is built in the IC tag, and the IC tag itself transmits a wireless signal including data every predetermined time (for example, 1 second) by a wireless signal. .
このアクティブ型のICタグは、一次電池の寿命が半年程度と短いため、電池交換のためのコスト及び人件費がかかることが問題であった。そこで、特許文献1に記載のICタグでは、太陽電池及び電気二重層コンデンサから電源が構成されたものが提案されている。太陽電池は、光電効果を利用して光を電力に変換するものである。この電力は、太陽電池を形成する材料及び太陽電池の平面積から決定される。電気二重層コンデンサは、充放電を繰り返し行うことができる二次電池の機能を果たすコンデンサである。太陽電池の発電により、電気二重層コンデンサの充電が行われる。そして、太陽電池及び電気二重層コンデンサから構成される電源によって供給される電力により、ICタグ内の各種回路を駆動し、データを含む無線信号を発信する。
The active type IC tag has a problem that it takes a cost for replacing the battery and a labor cost since the life of the primary battery is as short as about six months. Therefore, an IC tag described in
しかしながら、上述した特許文献1に記載のICタグにおいて、太陽電池が、ICタグ内の各種回路を駆動できるだけの電力を電気二重層コンデンサに充電するためには、大きな電力を発電する必要があり、また充電に時間がかかる問題を含んでいた。ここで、大きな電力を発電するためには、太陽電池の平面積を大きくする必要があり、ICタグの表面積が大きくなってしまう問題があった。
また、従来から用いられている結晶あるいはアモルファスシリコンを用いた太陽電池をICタグに適用した場合、ICタグのフレキシビリティが阻害されてしまうことになる問題があった。
However, in the IC tag described in
Further, when a conventionally used solar cell using crystal or amorphous silicon is applied to an IC tag, there is a problem that the flexibility of the IC tag is hindered.
また、日陰・雨天などの環境において光の照射が少ないと、太陽電池により蓄電用コンデンサに充電される電力よりも、ICタグ内の各種回路の駆動により消費される電力の方が大きくなる場合がある。このとき、電気二重層コンデンサの電力は各種回路を駆動している間、少しずつ低下していく。そして、電気二重層コンデンサの電圧が各種回路の駆動電圧以下になると、各種回路への供給電圧不足に起因した各種回路の駆動停止に伴い、無線信号の発信が停止してしまうことになり、従来の太陽電池を電源としたICタグにあっては使用者に不安感を持たせることになっていた。 In addition, if light irradiation is low in an environment such as shade or rain, the power consumed by driving various circuits in the IC tag may be larger than the power charged in the storage capacitor by the solar battery. is there. At this time, the electric power of the electric double layer capacitor gradually decreases while driving various circuits. And when the voltage of the electric double layer capacitor becomes lower than the driving voltage of various circuits, the transmission of wireless signals will stop along with the driving stop of various circuits due to insufficient supply voltage to various circuits. In the case of an IC tag that uses a solar cell as a power source, the user should feel uneasy.
そこで、本発明の目的は、塗布形成される高効率の期待される太陽電池を用いることにより、小型のICタグを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a small IC tag by using a high-efficiency expected solar cell formed by coating.
また、本発明の別の目的は、各種回路の駆動停止に伴う無線信号の発信停止を抑制したICタグを提供することである。
さらに、本発明の別の目的は、使用者に安心感を与える太陽電池を電源としたICタグを提供することである。
Another object of the present invention is to provide an IC tag that suppresses the stop of transmission of radio signals accompanying the stop of driving of various circuits.
Furthermore, another object of the present invention is to provide an IC tag using a solar cell as a power source that gives the user a sense of security.
本発明のICタグは、外部機器と無線信号による情報通信を行うICタグであって、基板上に塗布形成された太陽電池と、前記太陽電池に逆流防止回路を介して接続された蓄電用コンデンサと、前記蓄電用コンデンサより電力供給を受けて無線信号を発信する発信部と、前記発信部への電力供給を所定間隔で行うように制御する電力供給制御部とを備えている。前記太陽電池が、電子受容性無機物を主成分とし、塩基性染料を含有する材料からなるn型半導体層と、電子供与性有機物を主成分とし、電子受容性化合物を含有する材料からなるp型半導体層とを含んでいる。 The IC tag of the present invention is an IC tag that performs information communication with an external device by radio signals, and is a solar cell coated on a substrate, and a storage capacitor connected to the solar cell via a backflow prevention circuit And a transmitter for receiving a power supply from the storage capacitor and transmitting a radio signal, and a power supply controller for controlling the power supply to the transmitter at predetermined intervals. The solar cell is an n-type semiconductor layer made of a material containing an electron-accepting inorganic substance as a main component and containing a basic dye, and a p-type made of a material containing an electron-donating organic substance as a main component and containing an electron-accepting compound. And a semiconductor layer.
本発明者らは、塩基性染料を含有するn型無機半導体層と電子受容性化合物を含有するp型有機半導体層とを組み合わせることにより、太陽電池の光電変換特性を大幅に向上させられることを知見した。本発明はこの知見に基づくものであって、従来に比べて、単位面積当たりの光電変換効率が増加するので、太陽電池の平面積が小さい状態においても大きな電力を得ることが期待でき、また塗布形成が可能となるため、ICタグを小型化することができると共に、太陽電池付ICタグの作製工程を簡略化することが可能となる。 The present inventors show that the photoelectric conversion characteristics of solar cells can be greatly improved by combining an n-type inorganic semiconductor layer containing a basic dye and a p-type organic semiconductor layer containing an electron-accepting compound. I found out. The present invention is based on this knowledge, and since the photoelectric conversion efficiency per unit area is increased as compared with the conventional one, it can be expected that a large electric power can be obtained even when the plane area of the solar cell is small. Since it can be formed, the IC tag can be miniaturized and the manufacturing process of the solar cell attached IC tag can be simplified.
一方、本発明のICタグは、外部機器と無線信号による情報通信を行うICタグであって、基板上に塗布形成された太陽電池と、前記太陽電池に逆流防止回路を介して接続された蓄電用コンデンサと、前記蓄電用コンデンサより電力供給を受けて無線信号を発信する発信部と、前記発信部への電力供給を所定間隔で行うように制御する電力供給制御部とを備えている。前記電力供給制御部は、前記蓄電用コンデンサの電圧値に基づき、前記発信部への電力供給の間隔を変更する。 On the other hand, the IC tag of the present invention is an IC tag for performing information communication with an external device by radio signals, and a solar cell coated on a substrate and a power storage connected to the solar cell via a backflow prevention circuit. A power supply capacitor, a transmitter for receiving a power supply from the power storage capacitor and transmitting a radio signal, and a power supply controller for controlling the power supply to the transmitter at predetermined intervals. The power supply control unit changes an interval of power supply to the transmitting unit based on a voltage value of the storage capacitor.
このICタグによると、所定タイミングにおける蓄電用コンデンサに充電された電圧値に基づき、発信部への電力供給の間隔を変更することができる。そのため、例えば、日陰・雨天などの環境において光の照射が少ないときにおいても、発信部への電力供給の間隔を長くすることにより、発信部による電力消費を減らすことができ、蓄電用コンデンサの電圧低下を抑制することができる。これにより、ICタグを構成する各種回路への供給電圧不足に起因した各種回路の駆動停止に伴う無線信号の発信停止を抑制することができる。 According to this IC tag, the interval of power supply to the transmitter can be changed based on the voltage value charged in the storage capacitor at a predetermined timing. Therefore, for example, even when light irradiation is low in an environment such as shade or rain, the power consumption by the transmitter can be reduced by increasing the interval of power supply to the transmitter. The decrease can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the stop of transmission of radio signals due to the stop of driving of the various circuits due to the shortage of the supply voltage to the various circuits constituting the IC tag.
また、前記蓄電用コンデンサを電気二重層コンデンサで構成する場合、前記太陽電池の光入射面側と対向する面側に接して設けられていることが好ましい。これにより、シート状に形成可能な電気二重層コンデンサが光の入射を遮ることがないため、太陽電池が光の利用効率を損なうことがなく、またICタグの体積を小さくすることができる。 Moreover, when the said capacitor | condenser for electrical storage is comprised with an electric double layer capacitor, it is preferable to be provided in contact with the surface side facing the light-incidence surface side of the said solar cell. Thereby, the electric double layer capacitor that can be formed in a sheet shape does not block the incidence of light, so that the solar cell does not impair the light utilization efficiency and the volume of the IC tag can be reduced.
加えて、前記電力供給制御部の動作に応答して生成される送信用デジタルデータの出力状況を外部に報知する報知部をさらに備えていることが好ましい。これにより、各種回路が駆動していることを視覚的に認識することができ、太陽電池が発電を行い、各種回路が電力供給されて動作していることを確認することができ、使用者に安心感を与えることになる。 In addition, it is preferable that the information processing apparatus further includes a notifying unit that notifies the outside of the output status of the transmission digital data generated in response to the operation of the power supply control unit. As a result, it is possible to visually recognize that various circuits are operating, and it is possible to confirm that the solar cell generates power and the various circuits are powered and operating. It will give you a sense of security.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の一実施形態によるICタグの構成図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an IC tag according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、ICタグ1000においては、ショットキーバリアダイオード102(逆流防止回路)を介して接続された太陽電池100と蓄電用コンデンサ101とが、ICタグ回路103に接続されており、さらに、ICタグ回路103にアンテナ104が接続されている。
As shown in FIG. 1, in the
太陽電池100について、図2を用いて説明する。図2は、太陽電池100の概略構成図である。ここでは、光は紙面下方向から上方向に向けて入射しているものとする。
The
太陽電池100は、光電効果を利用して光を電力に変換するものであり、透明絶縁性基板110と、表面電極となる透明電極112と、n型半導体層113と、p型半導体層114と、背面電極層115とから構成されており、n型半導体層113は電子受容性無機物を主成分とし、塩基性染料を含有する材料からなり、p型半導体層114は、電子供与性有機物を主成分とし、電子受容性化合物を含有する材料からなり、塗布形成が可能な構成となっている。なお、電極に取り付けられるリード(電線)や太陽電池100への水分の浸入を防止する防護樹脂等は、図示を省略している。
The
透明絶縁性基板110は、可視光領域の波長を広く透過するものが好ましく、例えばガラス、プラスチックフィルム等を、シート状あるいはプレート状等、適宜の形で用いることができる。
The
より具体的に説明すると、透明電極112は、透明絶縁性基板110の上面に載置されており、透明絶縁性基板110と同様、可視光領域の波長を広く透過するものが好ましく、酸化スズインジウム(ITO)、酸化スズ(NESA)及び酸化インジウム等が用いられる。
More specifically, the
n型半導体層113は、電子受容性無機物に所定量の塩基性染料とバインダー樹脂と溶剤とを添加したn型半導体塗布液を、透明電極112上に塗布して形成されている。
The n-
電子受容性無機物としては、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化チタン(TiO2)等の金属酸化物半導体が挙げられるが、特に好ましくは、酸化亜鉛顔料が使用される。なお、この酸化亜鉛顔料は、粉末の平均粒径が数nm〜数十nm程度のものを使用することができる。しかしながら、光電変換効率の観点からすると、平均粒径が20〜30nmであるものを用いることが望ましい。 Examples of the electron-accepting inorganic material include metal oxide semiconductors such as zinc oxide (ZnO) and titanium dioxide (TiO 2 ), and a zinc oxide pigment is particularly preferably used. In addition, as this zinc oxide pigment, a powder having an average particle diameter of about several nm to several tens of nm can be used. However, from the viewpoint of photoelectric conversion efficiency, it is desirable to use one having an average particle diameter of 20 to 30 nm.
塩基性染料としては、ローダミンB、ローダミン6G等のキサンテン染料、メチレンブルー、メチレンバイオレット等のチアジン染料等を挙げることができる。電子受容性無機物に酸化亜鉛顔料を用いる場合は、ローダミンBが好適である。 Examples of basic dyes include xanthene dyes such as rhodamine B and rhodamine 6G, and thiazine dyes such as methylene blue and methylene violet. Rhodamine B is preferred when a zinc oxide pigment is used as the electron-accepting inorganic material.
バインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂等の広範囲な絶縁性樹脂から選択することができる。これらのバインダー樹脂は、単独または2種以上を混合して使用してもよい。なお、本実施形態においては、ポリビニルブチラール樹脂を採用した。 The binder resin can be selected from a wide range of insulating resins such as polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polystyrene resin, polyester resin, and cellulose resin. These binder resins may be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, polyvinyl butyral resin is used.
溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルセロソルブ等の環状または鎖状のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等を、単独または2種以上混合して用いることができる。 Solvents include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and i-propanol, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, cyclic or chain ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and dimethyl cellosolve, benzene, toluene and xylene. These aromatic hydrocarbons can be used alone or in admixture of two or more.
ここで、電子受容性無機物と塩基性染料との好ましい配合比(重量)は、80:1〜10:1、更に好ましくは、60:1〜20:1の範囲である。また、電子受容性無機物とバインダー樹脂との好ましい配合比(重量)は40:1〜1:1、更に好ましくは20:1〜5:1の範囲である。 Here, the preferable blending ratio (weight) of the electron-accepting inorganic substance and the basic dye is in the range of 80: 1 to 10: 1, more preferably 60: 1 to 20: 1. Moreover, the preferable compounding ratio (weight) of an electron-accepting inorganic substance and binder resin is the range of 40: 1 to 1: 1, More preferably, it is the range of 20: 1 to 5: 1.
なお、半導体塗布液を構成する材料は、分子レベルで全体に均一に分散・溶解させる必要がある。従って、材料を混合した後は、ホモジナイザー、超音波、ボールミル、サンドミル、アトライター等を用いた従来公知の方法により、微粒子状に分散させることが重要である。 In addition, it is necessary to disperse | distribute and melt | dissolve the material which comprises a semiconductor coating liquid uniformly in the whole molecular level. Therefore, after mixing the materials, it is important to disperse them into fine particles by a conventionally known method using a homogenizer, an ultrasonic wave, a ball mill, a sand mill, an attritor or the like.
p型半導体層114は、電子供与性有機物に所定量の電子受容性化合物とバインダー樹脂と溶剤とを添加したp型半導体塗布液を、n型半導体層113上に塗布して形成されている。
The p-
電子供与性有機物としては、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、インジゴあるいはチオインジゴ系顔料(染料)等が挙げられるが、特に好ましくは、フタロシアニン系顔料が使用される。なお、ここで用いるフタロシアニン系顔料とは、例えば、無金属フタロシアニン及び金属フタロシアニン、並びにこれらの環の一部を適当な置換基によって置換したものである。また、金属フタロシアニンの中心金属としては、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、スズ(Sn)等が挙げられる。なお、フタロシアニン系顔料としては、粉末の平均粒径が数μm〜数十μm程度のものが好ましく、光電変換効率の観点からすると、平均粒径が0.1〜10μmであるものを用いることが望ましい。 Examples of the electron-donating organic substance include phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, indigo or thioindigo pigments (dyes), and phthalocyanine pigments are particularly preferably used. The phthalocyanine pigment used here is, for example, metal-free phthalocyanine, metal phthalocyanine, and a part of these rings substituted with appropriate substituents. As the central metal of metal phthalocyanine, magnesium (Mg), zinc (Zn), copper (Cu), silver (Ag), aluminum (Al), titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), Tin (Sn) etc. are mentioned. The phthalocyanine pigment preferably has an average particle diameter of several μm to several tens of μm. From the viewpoint of photoelectric conversion efficiency, a phthalocyanine pigment having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm is used. desirable.
電子受容性化合物としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、アントラキノン等のキノン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,7,9−テトラニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル系化合物等を挙げることができる。電子供与性有機物にフタロシアニン系顔料を用いる場合は、2,4,7−トリニトロフルオレノンが好適である。 Examples of electron accepting compounds include quinone compounds such as p-benzoquinone, chloranil and anthraquinone, fluorenone compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone and 2,4,7,9-tetranitrofluorenone, xanthone compounds, Examples thereof include benzophenone compounds and cyanovinyl compounds. When a phthalocyanine pigment is used as the electron donating organic substance, 2,4,7-trinitrofluorenone is preferable.
バインダー樹脂としては、n型半導体層113に用いたバインダー樹脂と同様に、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂等の広範囲な絶縁性樹脂から選択することができる。これらのバインダー樹脂は、単独または2種以上を混合して使用してもよい。なお、本実施形態においては、ポリビニルブチラール樹脂を採用した。
The binder resin can be selected from a wide range of insulating resins such as polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polystyrene resin, polyester resin, and cellulose resin, similarly to the binder resin used for the n-
溶剤としては、n型半導体層113に用いた溶剤と同様に、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、シクロヘキサン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルセロソルブ等の環状または鎖状のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等を、単独または2種以上混合して用いることができる。
As the solvent, similar to the solvent used for the n-
ここで、電子供与性有機物と電子受容性化合物との好ましい配合比(重量)は20:1〜2:1、更に好ましくは10:1〜10:3の範囲である。また、電子供与性有機物とバインダー樹脂との好ましい配合比(重量)は10:1〜1:1、更に好ましくは6:1〜2:1の範囲である。 Here, the preferable blending ratio (weight) of the electron-donating organic substance and the electron-accepting compound is in the range of 20: 1 to 2: 1, more preferably 10: 1 to 10: 3. Moreover, the preferable compounding ratio (weight) of electron donating organic substance and binder resin is the range of 10: 1 to 1: 1, More preferably, it is the range of 6: 1 to 2: 1.
このように、電子受容性無機物と塩基性染料とバインダー樹脂とからなるn型半導体層113と、電子供与性有機物と電子受容性化合物とバインダー樹脂とからなるp型半導体層114とにより、ヘテロpn接合型半導体膜が形成されている。なお、この太陽電池100が光起電力を有する理由は、n型半導体層113とp型半導体層114との界面で、両層のフェルミレベルの違いによって生じる界面近傍の内部電界に起因していると考えられる。すなわち、この内部電界が働く領域に光が吸収されることによりキャリアが発生し、内部電界によって電子と正孔に分離され、最終的に外部に電流として取り出されるものと思われる。また、n型半導体に塩基性染料を添加すること、及び、p型半導体に電子受容性化合物を添加することによる光電変換効率の向上のメカニズムとしては、各層での電子的相互作用による電子濃度や正孔濃度の増大、あるいは、キャリアの解離効率の促進または再結合が抑制されることにより、キャリアの生成・移動が有利に行なわれている等が考えられる。
As described above, the n-
背面電極層115は、樹脂中に導電性物質を分散させた導電性ペーストを、p型半導体層114上に塗布して形成されている。導電性ペーストとしては、導電性のカーボンブラックを樹脂中に分散させたカーボンペーストや金属微粒子を樹脂中に分散させた金属ペースト等が用いられる。この背面電極層115の膜厚は、1〜50μm程度が好ましい。
The
ここで、具体的に太陽電池100を製造する方法について説明する。透明絶縁性基板110上に透明電極112を載置した後、前述のn型半導体塗布液とp型半導体塗布液を用いて、例えば、ディップコート法、エアナイフコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、スピンコート法等により、n型半導体層113、p型半導体層114の順に積層する。膜厚は、それぞれ一般的には0.01〜3.0μm程度が好ましく、更に好ましくは、0.1〜2.0μmである。そして、積層されたn型半導体層113及びp型半導体層114を十分に乾燥させた後、p型半導体層114の上に、背面電極115を形成する。
Here, a method for manufacturing the
以上の製造方法により、従来の製造方法で必須であった蒸着等の真空プロセスや高温プロセス、あるいは安全上問題のあるガスや脱酸素環境を用いることなく、透明絶縁性基板110及び透明電極112を除くn型半導体層113、p型半導体層114及び背面電極115を、通常の大気圧(常温)環境下で形成することが可能となる。また、この製造方法によると、従来の太陽電池で用いられているようなバッチ式生産設備だけでなく、長尺・大面積の太陽電池を製造することのできる連続生産設備の構築も容易となり、さらにICタグと組み合わせて一連の工程での作製が可能となる。
With the above manufacturing method, the transparent insulating
なお、背面電極15の構成は、半導体層とオーミックに接合させることのできるその他の導電性膜でもよい。例えば、蒸着法あるいはスパッタリング法により、Au、Ag等の仕事関数の大きい金属による被膜を形成してもよい。 The configuration of the back electrode 15 may be another conductive film that can be ohmic-bonded to the semiconductor layer. For example, a film made of a metal having a large work function such as Au or Ag may be formed by vapor deposition or sputtering.
次に、前述した太陽電池100の効果を確認すべく、前述した構成を採用した具体例と、塩基性染料を添加しないn型半導体層及び電子受容性化合物を添加しないp型半導体層を有する比較例を用いて、実際に光電変換効率を測定した実験結果について述べる。
Next, in order to confirm the effect of the
[具体例1]
試験に用いた太陽電池100は、上述したシングル構成のヘテロpn接合型半導体層を有している。まず、半導体塗布液の調整を行う。
[Specific Example 1]
The
バインダー樹脂としてのポリビニルブチラール樹脂(積水化学社製:エスレックBM−1)1重量部に対して、酸化亜鉛粉末(テイカ社製:MZ−500,平均粒径20〜30nm)を12重量部、ローダミンB(東京化成工業社製)を0.3重量部と、溶剤としてのイソプロピルアルコールを20重量部とを、1mmφのジルコニウムボールとともに容器に入れ、遊星型ボールミルを用いて1時間攪拌し、スラリー状のn型半導体分散液を得た。 12 parts by weight of zinc oxide powder (manufactured by Teika: MZ-500, average particle size 20-30 nm), rhodamine with respect to 1 part by weight of polyvinyl butyral resin (Sekisui Chemical Co., Ltd .: ESREC BM-1) as a binder resin 0.3 parts by weight of B (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 20 parts by weight of isopropyl alcohol as a solvent are placed in a container together with a 1 mmφ zirconium ball and stirred for 1 hour using a planetary ball mill to form a slurry. An n-type semiconductor dispersion was obtained.
また、バインダー樹脂としてのポリビニルブチラール樹脂(積水化学社製:エスレックBX−1)1重量部に対して、無金属フタロシアニン粉末(東京化成工業社製,平均粒径2〜10μm)を4重量部、2,4,7−トリニトロフルオレノン(東京化成工業社製)を1重量部と、溶剤としてのジメチルセロソルブを20重量部とを、1mmφのジルコニウムボールとともに容器に入れ、遊星型ボールミルを用いて2時間攪拌し、スラリー状のp型半導体分散液を得た。 Further, 4 parts by weight of a metal-free phthalocyanine powder (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 2 to 10 μm) with respect to 1 part by weight of polyvinyl butyral resin (Sekisui Chemical Co., Ltd .: ESREC BX-1) as a binder resin, 1 part by weight of 2,4,7-trinitrofluorenone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 20 parts by weight of dimethyl cellosolve as a solvent are placed in a container together with a 1 mmφ zirconium ball, and 2 using a planetary ball mill. The mixture was stirred for a time to obtain a slurry-like p-type semiconductor dispersion.
太陽電池100の作製するに当たっては、まず、ガラスからなる透明絶縁性基板110の上にインジウム・スズの酸化物からなる透明電極112を設けたITOガラスを水平に載置し、このITOガラス上に、上述したn型半導体塗布液をローラーコート法により塗布して、膜厚1.0μmのn型半導体層113を形成した。このn型半導体層113を室温下で十分に乾燥させた後、このn型半導体層の上に、上述したp型半導体塗布液を同じくローラーコート法により塗布して、膜厚1.0μmのp型半導体層114を形成した。
In producing the
得られたpn接合半導体層を十分乾燥させた後、この半導体層の上に、導電性カーボンペースト(ライオン株式会社製:W−310A)6重量部と、ポリビニルアセタール樹脂(積水化学社製:エスレックKW−1)4重量部とを混合攪拌した導電性ペースト液をローラーコート法により塗布し、膜厚10μmの背面電極層115を形成することにより、具体例1の太陽電池100を得た。
After sufficiently drying the obtained pn junction semiconductor layer, on this semiconductor layer, 6 parts by weight of conductive carbon paste (manufactured by Lion Corporation: W-310A) and polyvinyl acetal resin (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: ESREC) KW-1) A conductive paste liquid mixed and stirred with 4 parts by weight was applied by a roller coating method to form a
[具体例2]
無金属フタロシアニン粉末に代わり、p型半導体層を構成する電子供与性有機物としてオキシチタニウムフタロシアニン結晶(山陽色素社製)を用いた他は、具体例1と同様にして、具体例2の太陽電池を作製した。
[Specific Example 2]
The solar cell of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that oxytitanium phthalocyanine crystal (manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.) was used as the electron-donating organic substance constituting the p-type semiconductor layer instead of the metal-free phthalocyanine powder. Produced.
[具体例3]
無金属フタロシアニン粉末に代わり、p型半導体層を構成する電子供与性有機物として銅フタロシアニン結晶(アクロス社製)を用いた他は、具体例1と同様にして、具体例3の太陽電池を作製した。
[Specific Example 3]
A solar cell of Example 3 was fabricated in the same manner as Example 1 except that a copper phthalocyanine crystal (manufactured by Across) was used as the electron-donating organic substance constituting the p-type semiconductor layer instead of the metal-free phthalocyanine powder. .
[比較例1]
ローダミンBを含有しないn型半導体塗布液および2,4,7−トリニトロフルオレノンを含有しないp型半導体塗布液を作製し、その他の条件を具体例1と同様にして、比較例1の太陽電池を作製した。
[Comparative Example 1]
A n-type semiconductor coating solution not containing rhodamine B and a p-type semiconductor coating solution not containing 2,4,7-trinitrofluorenone were prepared, and the other conditions were the same as in Example 1, and the solar cell of Comparative Example 1 Was made.
これら得られた太陽電池の光電変換特性の測定は、太陽電池の各電極にリード線を取り付け、ソーラーシミュレータ(山下電装株式会社製:YSS−E40)を用いて、太陽電池の透明電極側から100mW/cm2(AM−1.5)の擬似太陽光を照射しながら、太陽電池評価装置(英弘精機株式会社製:MP−160)により太陽電池の特性の測定を行った。
以下の「表1」に、実験より得られた各太陽電池の光電変換特性を示す。
Measurement of photoelectric conversion characteristics of these obtained solar cells was performed by attaching a lead wire to each electrode of the solar cell, and using a solar simulator (manufactured by Yamashita Denso Co., Ltd .: YSS-E40), 100 mW from the transparent electrode side of the solar cell. The characteristics of the solar cell were measured with a solar cell evaluation apparatus (manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd .: MP-160) while irradiating pseudo solar light of / cm 2 (AM-1.5).
Table 1 below shows the photoelectric conversion characteristics of each solar cell obtained from the experiment.
この表からローダミンB(塩基性染料)および2,4,7−トリニトロフルオレノン(電子供与性化合物)を添加した具体例1〜3は、これらを添加しない従来構成の比較例1に比べ、光電変換特性が大幅に向上していることが見てとれる。 From this table, specific examples 1 to 3 to which rhodamine B (basic dye) and 2,4,7-trinitrofluorenone (electron-donating compound) were added were compared with Comparative Example 1 having a conventional structure in which these were not added. It can be seen that the conversion characteristics are greatly improved.
また特に、具体例1の太陽電池100は、開放電圧Voc=0.64V,短絡電流Isc=0.25mA/cm2,曲線因子FF(フィルファクター)=0.34となり、変換効率0.05%が得られた。これらの値は、従来の太陽電池に比べ大きなものである。
In particular, the
図1に戻って、蓄電用コンデンサ101の容量は大きい方が好ましいが、ICタグへの搭載を考慮し、通常は数μ〜数十μF容量のタンタルコンデンサを用いる。ショットキーバリアダイオード102は、蓄電用コンデンサ101側から太陽電池100側へ電流が流れないようにする逆流防止ダイオードである。例えば、光の照射が少なく、太陽電池100が光電効果により電力を発生していないときに、蓄電用コンデンサ101に電力が蓄電されている場合に、蓄電用コンデンサ101の電圧が太陽電池100の電圧よりも高くなる。このとき、蓄電用コンデンサ101側から太陽電池100側へ電流が流れて、蓄電用コンデンサ101の電圧が低下してしまう。そこで、ショットキーバリアダイオード102を接続することにより、蓄電用コンデンサ101側から太陽電池100側へ電流が流れなくなり、蓄電用コンデンサ101の電圧が低下するのを防止することができる。
Returning to FIG. 1, it is preferable that the capacity of the
ICタグ回路103は、蓄電用コンデンサ101から電力供給されて駆動する各種回路を備えている。ICタグ回路103の詳細な内部構成について、図3を用いて説明する。ICタグ回路103は、制御用IC105(電力供給制御部を含む)とトランジスタ106と電圧検知回路107と基準電圧発生回路108と無線モジュール109(発信部)と発光ダイオード116(報知部)とから構成されている。
The
制御用IC105は、中央演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)、無線モジュール109への電力供給の間隔を制御するためのプログラム、送信するデジタルデータを生成するプログラムや無線信号のデータが格納されたROM(Read Only Memory)、CPUで処理されるデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等を備えている。制御用IC105は、蓄電用コンデンサ101から電力供給されて駆動する。そして、電圧検知回路107から出力される信号に従って、蓄電用コンデンサ101に充電された電圧値を一定の判定タイミングで判定する。その判定タイミングに従って、トランジスタ106をON、OFF制御する信号を送信し、消費電力の大きい無線モジュール109への電源電圧の供給を制御する。また、無線モジュール109にデジタルデータを送信する。
The
トランジスタ106は、制御用IC105からLOW信号を受信したときにONし、HIGH信号を受信したときにOFFするように構成されたスイッチング素子である。トランジスタ106は、ONであるときに、蓄電用コンデンサ101から無線モジュール109に電力供給する。
The
電圧検知回路107は、蓄電用コンデンサ101の電圧値を基準電圧と比較するものである。蓄電用コンデンサ101の電圧値が基準電圧以上の場合は、HIGH信号を出力し、蓄電用コンデンサ101の電圧値が基準電圧よりも小さい場合は、LOW信号を出力する。この電圧検知回路107から出力される信号がHIGH信号の場合に、制御用IC105はトランジスタ106にLOW信号を送信し、トランジスタ106はONする。
The
基準電圧発生回路108は、蓄電用コンデンサ101から電力供給されて、電圧検知回路107によって蓄電用コンデンサ101の電圧値に対応した電圧値と比較するための比較基準となる基準電圧を発生するものである。これらの電圧検知回路107及び基準電圧発生回路108は、それ自体従来公知の回路で構成することができる。例えば、基準電圧発生回路108は、定電流源及びダイオードの直列回路により蓄電用コンデンサ101の電源供給を受けて、ダイオードの順方向電圧により基準電圧を発生する。基準電圧は、ICタグ回路103の各種回路の駆動電圧以上の電圧に対応した値とする。電圧検知回路107は、蓄電用コンデンサ101の電圧値を分割する抵抗回路と、この分割して得られた電圧と上記のダイオードの順方向電圧(基準電圧)とを比較するコンパレータとから構成される。これにより、電圧検知回路107によって、蓄電用コンデンサ101の電圧値がICタグ回路103の各種回路の駆動電圧以上であるか否かを判定することができる。
The reference
無線モジュール109は、トランジスタ106がONであるときに蓄電用コンデンサ101から電力供給されて駆動する。そして、制御用IC105から出力されたデジタルデータを受信して、アンテナ104からこのデータを含む無線信号を発信するものである。
The
発光ダイオード116は、制御用IC105の7番ピンに抵抗を介して接続され、この7番ピンから送出されるデジタルデータのHIGH/LOW信号に合わせて点滅する。これにより、ICタグ回路103が駆動していることを視覚的に認識することができ、太陽電池100が発電を行い、ICタグ回路103の各種回路に電力供給されてICタグが正常に動作していることを確認することができる。
The
ここで、アンテナ104から無線信号を発信するまでの流れについて説明する。まず、制御用IC105の1番ピンに蓄電用コンデンサ101から電力供給されて、制御用IC105が駆動する。制御用IC105は、制御用IC105の5番ピンに入力されている電圧検知回路107から出力される信号を、一定の判定タイミングで判定する。この判定された信号がHIGH信号の場合には、制御用IC105は、制御用IC105の6番ピンからLOW信号をトランジスタ106に送信して、トランジスタ106をONする。そして、トランジスタ106がONすることにより、無線モジュール109の5番ピンに、蓄電用コンデンサ101から電力供給されて、無線モジュール109が駆動する。この無線モジュール109が駆動した直後に、制御用IC105の7番ピンからデジタルデータが出力され、無線モジュール109の3番ピンが受信する。そして、受信したデジタルデータに基づいて無線モジュール109の1番ピンからアンテナ104を介して、このデータを含む無線信号を発信する。なお、発光ダイオード116は、制御用IC105の7番ピンと無線モジュール109の3番ピンとの間に抵抗を介して接続されており、デジタルデータのHIGH/LOWに合わせて点滅する。
Here, a flow until the radio signal is transmitted from the
次に、蓄電用コンデンサ101の電圧値と無線信号の発信間隔との関係について、図4〜図6を用いて説明する。図4は、光が十分照射されているときのICタグ回路103の各部における波形図である。図5は、図4の1点鎖線部の拡大図である。図6は、光があまり照射されていないときのICタグ回路103の各部における波形図である。図4〜6において、(a)は蓄電用コンデンサ101の電圧判定タイミングの波形、(b)は蓄電用コンデンサ101の電圧波形、(c)は制御用IC105の6番ピンの出力波形、(d)は制御用IC105の7番ピンの出力波形である。
Next, the relationship between the voltage value of the
ここでは、無線モジュール109が1sec間隔で無線信号を発信する場合を例に挙げて説明する。このとき、蓄電用コンデンサ101の電圧値は、電圧検知回路107から出力される信号に従って、1sec間隔で、且つ通常の発信タイミングの約100msec前の判定タイミングで判定される。例えば、ICタグ回路103の各種回路は、定格3Vであり、約2.4〜3.6Vの電圧で駆動する。そして、太陽電池100は光電効果により発電を行い、蓄電用コンデンサ101に最大2.8V蓄電できるものとする。基準電圧発生回路108は、蓄電用コンデンサ101の電圧値が2.4V以上か否かを検知するように、基準電圧となるダイオードの順方向電圧が0.6V、抵抗分割比が3:1に設定しているものとする。なお、太陽電池100は、光が照射している場合においては、発信状況にかかわらず、常時光電効果により発電を行い、蓄電用コンデンサ101を充電している。
Here, a case where the
まず、時刻T1(時刻T2より100msec前)において、図4(a)に示すように、蓄電用コンデンサ101の電圧を電圧検知回路107から出力される信号に従って判定する。この判定タイミングがHIGH信号であるので、時刻T2付近において、図4(c)に示すように、制御用IC105の6番ピンからトランジスタ106をONにするLOW信号を送信する。これにより、トランジスタ106がONしている間、無線モジュール109は駆動する。このトランジスタ106がONになるLOW信号を送信した直後に、図4(d)に示すように、制御用IC105の7番ピンからデジタルデータが送信され、無線モジュール109は無線信号を発信する。そして、次の発信を行う時刻T3までの間、図4(b)に示すように、太陽電池100によって蓄電用コンデンサ101は充電され、電圧値が上昇する。
First, at time T1 (100 msec before time T2), as shown in FIG. 4A, the voltage of the
時刻T2付近について、図5を用いて詳細に説明する。図5は、時刻T2付近をさらに細かい時間軸で表しており、時刻T2付近とは時刻T2〜T5までの時間に相当する。時刻T2〜T5の12.7msecの間、図5(c)に示すように、制御用IC105の6番ピンからトランジスタ106をONにするLOW信号を送信する。これにより、トランジスタ106がONしている間、無線モジュール109は駆動する。このトランジスタ106がONになるLOW信号を送信すると、時刻T4〜T5の9.1msecの間、図5(d)に示すように、制御用IC105の7番ピンからデジタルデータが送信され、無線モジュール109は無線信号を発信する。このとき、制御用IC105の7番ピンから送信されるデジタルデータの電圧は、時刻T4においては、2.8Vである。しかし、時刻T5においては、2.3Vまで低下している。これは、無線モジュール109の駆動に伴う電力消費により、蓄電用コンデンサ101の電力が時間の経過とともに消費されているからである。蓄電用コンデンサ101の電圧値は、時刻T2〜T5の間で、図5(b)に示すように、2.8Vから2.3Vまで低下している。
The vicinity of time T2 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 shows the vicinity of time T2 on a finer time axis, and the vicinity of time T2 corresponds to the time from time T2 to time T5. During 12.7 msec from time T2 to T5, as shown in FIG. 5C, a LOW signal for turning on the
ここで、日陰・雨天などの環境によって、太陽電池100に光の照射が少ないため、蓄電用コンデンサ101が十分に充電されない時について、図6を用いて説明する。時刻T7〜T8において、図6(c)に示すように、蓄電用コンデンサ101の電圧は無線モジュール109を駆動するたびに少しずつ低下している。これは、太陽電池100の発電により蓄電用コンデンサ101に充電される電力よりも、無線モジュール109の駆動による電力消費の方が大きいからである。この環境で常時1sec間隔で無線信号を発信し続けると、ICタグ回路103の各種回路の供給電圧(蓄電用コンデンサ101の電圧)が、駆動電圧以下になる。そして、駆動電圧不足に起因して各種回路の駆動が停止してしまい、無線信号の発信が停止してしまう。
Here, a case where the
そこで、時刻T9(時刻T10より100msec前)において、図6(a)に示すように、蓄電用コンデンサ101の電圧を電圧検知回路107から出力される信号に従って判定する。この判定タイミングがLOW信号であるので、本来発信タイミングとなる時刻T10において、図6(c)に示すように、制御用IC105の6番ピンからトランジスタ106をONにするLOW信号を送信しない。すなわち、無線モジュール109の駆動を停止して、無線信号の発信を停止する。この無線モジュール109の駆動を停止している間は、消費電力の大きい無線モジュール109の駆動により電力消費されることはないため、次の発信を行うタイミングの時刻T12付近までの間、図6(b)に示すように、蓄電用コンデンサ101の電圧値は上昇する。この蓄電用コンデンサ101の電圧値が上昇している間に、次の判定タイミングである時刻T12の直前の時刻T11において、図6(a)に示すように、蓄電用コンデンサ101の電圧値を電圧検知回路107から出力される信号に従って判定する。この判定タイミングがHIGH信号であるので、時刻T12付近において、図6(c)に示すように、制御用IC105の6番ピンからトランジスタ106をONにするLOW信号を送信する。これにより、トランジスタ106がONしている間、無線モジュール109は駆動する。このトランジスタ106がONになるLOW信号を送信した直後に、図6(d)に示すように、制御用IC105の7番ピンからデジタルデータが送信され、無線モジュール109は、無線信号を発信する。
Therefore, at time T9 (100 msec before time T10), the voltage of the
このように、制御用IC105は、一定の判定タイミングで電圧検知回路107によって蓄電用コンデンサ101の電圧値と基準電圧とを比較している。その比較結果に基づいて、トランジスタ106をスイッチングすることにより、無線モジュール109への電力供給の間隔を変更している。図6に示すように、判定タイミングで蓄電用コンデンサ101の電圧値が基準電圧よりも小さい場合には、無線モジュール109への電力供給の間隔を次の判定タイミング以降となるように制御している。
Thus, the
次に制御用IC105の制御シーケンスについて、図7を用いて説明する。図7は、制御用IC105の制御シーケンスを表すフローチャートである。
Next, a control sequence of the
まず、制御用IC105は、蓄電用コンデンサ101の電圧値が基準電圧である2.4V以上のときには(S1:Yes)、LOW信号を送信して、無線モジュール109に電力供給して駆動させる(S2)。そして、デジタルデータを無線モジュール109に送信する(S3)。そして、判定タイミングのときには(S4:Yes)、再び、蓄電用コンデンサ101の電圧値が2.4V以上であるか判定する(S1)。日陰・雨天などの環境において光の照射が少ないため、蓄電用コンデンサ101の電圧が2.4Vよりも小さいときには(S1:No)、次の判定タイミングになるまで待機する(S4:No)。そして、次の判定タイミングになると(S4:Yes)、再び、蓄電用コンデンサ101の電圧値が2.4V以上であるか判定する(S1)。
First, when the voltage value of the
ここで、デジタルデータの生成(図7におけるステップS2、S3)の一例について、図8及び図9を用いて説明する。図8は、デジタルデータを送信する制御シーケンスを表すフローチャートである。図9は、デジタルデータの波形図である。 Here, an example of digital data generation (steps S2 and S3 in FIG. 7) will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart showing a control sequence for transmitting digital data. FIG. 9 is a waveform diagram of digital data.
制御用IC105は、前述したように1sec周期でチェックされる無線モジュールへの電力供給のON状態に応答して(S10:Yes)、電波発信をONにする(S11)。そして、信号Aである電波調整信号(High信号500μsec→Low信号1.5msec)を発信する(S12)。続いて、信号Bであるフレーム同期信号(Low信号100μsec×2byte分→H、L100μsec周期反転信号×2byte分)及びデータスタートビット信号(High信号100μsec)を送信する(S13、S14)。その後、信号Cであるデバイスコード信号(1byte、100μsec間隔)及びIDコード信号(4byte、100μsec間隔)を送信する(S15、S16)。そして、信号Dであるセパレータ信号(L信号100μsec→H信号100μsec)を送信する(S17)。最後に、チェックビット信号EであるIDコードXOR信号(4byte、100μsec間隔)を送信して(S18)、電波発信をOFFにする(S19)。
As described above, the
上記の実施例において、蓄電用コンデンサ101として、数μ〜数十μF容量のタンタルコンデンサを用いた例について説明したが、容量の大きい例えば0.1F以上の容量の電気二重層コンデンサを用いてもよい。この場合電気二重層コンデンサ101をシート状とし、図10に示すように太陽電池の背面電極層115上に載置して構成するのが好ましい。電気二重層コンデンサ101は、活性炭と電解液との界面に発生する電気二重層を原理に利用しており、充電放電が繰り返し可能な二次電池の機能をはたすコンデンサである。電気二重層コンデンサ101は、太陽電池100が光電効果により発生した電力を蓄電することができる。このように、電気二重層コンデンサ101を、太陽電池100の光入射面と対向する面側に載置することにより、光の入射を遮ることがない。そのため、ICタグに搭載した太陽電池100の光の利用効率を最大限に引き出すことが出来る。
In the above-described embodiment, an example in which a tantalum capacitor having a capacity of several μ to several tens μF is used as the
以上のように、本実施形態によるICタグによると、塩基性染料を含有するn型半導体層113と電子受容性化合物を含有するp型半導体層114とを組み合わせた塗布形成可能な太陽電池100を用いることにより、太陽電池100の光電変換特性を大幅に向上させられる。これにより、従来に比べて、単位面積当たりの光電変換効率が増加するので、太陽電池100の平面積を小さくすることが可能となり、結果として、ICタグを小型化することができると共に、太陽電池付ICタグの作製工程を簡略化することが可能となる。
As described above, according to the IC tag according to the present embodiment, the
また、日陰・雨天などの環境において光の照射が少ないときにおいても、無線モジュール109への電力供給の間隔を長くすることにより、無線モジュール109による電力消費を減らすことができ、蓄電用コンデンサ101の電圧低下を抑制することができる。これにより、ICタグ回路103の各種回路への供給電圧不足に起因した各種回路の駆動の停止に伴う無線信号の発信停止を抑制することができる。
Further, even when light irradiation is low in an environment such as shade or rain, the power consumption by the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、本実施形態においては、蓄電用コンデンサ101を直接ICタグ回路103に接続して、蓄電用コンデンサ101の電圧でICタグ回路103を駆動していたが、図11に示すように、蓄電用コンデンサ101とICタグ回路103との間にDC/DCコンバータ117を接続して、蓄電用コンデンサ101の電圧を昇圧してICタグ回路103を駆動してもよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, in this embodiment, the
また、上述した実施形態においては、太陽電池100の電力を蓄電用コンデンサ101に蓄電していたが、蓄電用コンデンサ101に限らず、二次電池のような電力を蓄電できる素子を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the power of the
さらに、図10に上述した実施形態においては、電気二重層コンデンサ101は太陽電池100上に載置されているが、図12に示すように、光が紙面上方向から下方向に向けて入射している場合においては、電気二重層コンデンサ101は基板118上に載置され、電気二重層コンデンサ101上に太陽電池100が形成されてもよい。また、基板118の太陽電池100が形成されている面の反対側の面に載置されてもよい。
Furthermore, in the embodiment described above with reference to FIG. 10, the electric
加えて、上述した実施形態においては、1層のみヘテロpn接合されて太陽電池100を構成したが、必要な電力に従って、図13に示すように、n型半導体層113とp型半導体層114とが多層に積層され、デュアルヘテロpn接合してICタグの駆動に必要な所望の電圧値を得るようにしてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, only one layer is hetero pn-junction to constitute the
また、図14(a)及び(b)に示すように、透明電極122及び背面電極層125を分割し、それぞれ隣り合う透明電極122と背面電極層125とを接続電極126により接続して太陽電池セルを直列接続する構成として、ICタグの駆動に適した所望の電圧値を得るようにしてもよい。
Further, as shown in FIGS. 14A and 14B, the
さらに、上述した実施形態においては、無線モジュール109への電力供給を停止した場合において、次の判定タイミングまで無線モジュール109への電力供給を停止していたが、次の判定タイミングを待たずに、蓄電用コンデンサ101の電圧値が基準電圧以上になった場合は、無線モジュール109への電力供給を行ってもよい。すなわち、次の判定タイミングを待たずに、無線信号の発信を行ってもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, when the power supply to the
加えて、上述した実施形態においては、電圧検知回路107によって蓄電用コンデンサ101の電圧値と基準電圧とを比較した結果に基づいて、無線モジュール109へ電力供給を行うかどうか2値判定していたが、蓄電用コンデンサ101の電圧と基準電圧との差に基づいて、無線モジュール109へ電力供給を行う間隔を決定してもよい。例えば、蓄電用コンデンサ101の電圧値が基準電圧よりも小さい場合に、その差に比例して、無線モジュール109へ電力供給を行う間隔を長くしてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, based on the result of comparing the voltage value of the
また、上記した実施形態において、蓄電用コンデンサ101の電圧値に基づいて無線モジュール109への電力供給の間隔を変更する電力供給制御について、塗布形成される太陽電池を電源として用いた場合について説明したが、この電力制御は他の太陽電池、例えば結晶あるいはアモルファスシリコンを用いた太陽電池、色素増感型有機太陽電池等の起電力素子を電源に用いた場合にも適用できる。
In the above-described embodiment, the power supply control for changing the interval of power supply to the
100 太陽電池
101 蓄電用コンデンサ
102 ショットキーバリアダイオード
103 ICタグ回路
104 アンテナ
105 制御用IC
106 トランジスタ
107 電圧検知回路
108 基準電圧発生回路
109 無線モジュール
110 電気絶縁性透明基板
113 n型半導体層
114 p型半導体層
116 発光ダイオード
1000 ICタグ
DESCRIPTION OF
106
Claims (4)
基板上に塗布形成された太陽電池と、
前記太陽電池に逆流防止回路を介して接続された蓄電用コンデンサと、
前記蓄電用コンデンサより電力供給を受けて無線信号を発信する発信部と、
前記発信部への電力供給を所定間隔で行うように制御する電力供給制御部
とを備えており、
前記太陽電池が、
電子受容性無機物を主成分とし、塩基性染料を含有する材料からなるn型半導体層と、
電子供与性有機物を主成分とし、電子受容性化合物を含有する材料からなるp型半導体層とを含んでいることを特徴とするICタグ。 An IC tag that performs information communication with an external device by radio signal,
A solar cell coated on a substrate;
A storage capacitor connected to the solar cell via a backflow prevention circuit;
A transmitter for receiving a power supply from the storage capacitor and transmitting a radio signal;
A power supply control unit that controls power supply to the transmission unit at predetermined intervals, and
The solar cell is
An n-type semiconductor layer composed mainly of an electron-accepting inorganic substance and containing a basic dye;
An IC tag comprising: a p-type semiconductor layer comprising a material containing an electron-donating organic substance as a main component and an electron-accepting compound.
基板上に塗布形成された太陽電池と、
前記太陽電池に逆流防止回路を介して接続された蓄電用コンデンサと、
前記蓄電用コンデンサより電力供給を受けて無線信号を発信する発信部と、
前記発信部への電力供給を所定間隔で行うように制御する電力供給制御部とを備えており、
前記電力供給制御部は、前記蓄電用コンデンサの電圧値に基づき、前記発信部への電力供給の間隔を変更することを特徴とするICタグ。 An IC tag that performs information communication with an external device by radio signal,
A solar cell coated on a substrate;
A storage capacitor connected to the solar cell via a backflow prevention circuit;
A transmitter for receiving a power supply from the storage capacitor and transmitting a radio signal;
A power supply control unit that controls power supply to the transmission unit at predetermined intervals, and
The IC tag, wherein the power supply control unit changes a power supply interval to the transmission unit based on a voltage value of the storage capacitor.
4. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising a notifying unit that notifies the outside of an output state of digital data for transmission generated in response to an operation of the power supply control unit. IC tag.
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