JP2010049998A - Electrical receptacle and power source supply switching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池を備えたコンセント及び電源供給切替装置に関するものである。 The present invention relates to an outlet provided with a solar cell and a power supply switching device.
特許文献１において、電化製品の待機電力を削減するために太陽電池を備えたスイッチ装置が提案されている。このスイッチ装置は、太陽電池に光が照射されていないときには不導通となっているが、太陽電池に光が照射されると当該太陽電池が発電した電力により導通となるものである。特許文献１記載の技術では、これを電化製品に適用することにより電化製品への電力供給を制御し、待機電力の削減を図っている。 In patent document 1, in order to reduce the standby power of an electrical appliance, the switch apparatus provided with the solar cell is proposed. This switch device is non-conductive when the solar cell is not irradiated with light, but when the solar cell is irradiated with light, the switch device becomes conductive due to the electric power generated by the solar cell. In the technique described in Patent Document 1, the power supply to the electrical appliance is controlled by applying this to the electrical appliance, thereby reducing standby power.
特許文献１ではスイッチ装置を商用電源と電化製品の電力消費部との間の電源入力ラインに設ける旨が記載されていたが、電源入力ラインのどこに配設することが適切であるかは検討されていない。このため、汎用性などの観点から、更なる改善が求められていた。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、待機電力の削減に有効な新たな技術を提供することを目的とする。
Patent Document 1 describes that the switch device is provided in the power input line between the commercial power source and the power consumption unit of the electrical appliance. However, it is considered where the switch device is appropriately disposed. Not. For this reason, the further improvement was calculated | required from viewpoints, such as versatility.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a new technique effective in reducing standby power.
本発明者は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、電気配線から供給された電力を電気機器に供給するための出力端子を有するコンセントに、光を受けて発電する太陽電池と、前記電気配線と該出力端子との導通／不導通を切り替えるスイッチであって、該太陽電池で発電された電力により導通するスイッチとを設けることが、待機電力の削減に有効であることを見出した。また、コンセントに接続されて前記コンセントから電力を供給される電源プラグ部と、該電源プラグ部に供給される電力を電気機器に供給するための出力端子とを備える電源供給切替装置に、光を受けて発電する太陽電池と、前記電源プラグ部と該出力端子との導通／不導通を切り替えるスイッチであって、該太陽電池で発電された電力により導通するスイッチとを設けることも、待機電力の削減に有効であることを見出した。本発明者は、上記の知見に基づき、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained a solar cell that generates light by receiving light in an outlet having an output terminal for supplying electric power supplied from the electric wiring to the electric device, and the electric wiring. It was found that providing a switch that switches between conduction / non-conduction with the output terminal and that is conducted with the power generated by the solar cell is effective in reducing standby power. In addition, light is supplied to a power supply switching device including a power plug unit connected to a power outlet and supplied with power from the power outlet, and an output terminal for supplying power supplied to the power plug unit to an electrical device. It is possible to provide a solar cell that receives and generates power, and a switch that switches between conduction / non-conduction between the power plug unit and the output terminal, the switch being conducted by the power generated by the solar cell. It was found to be effective for reduction. The present inventor completed the present invention based on the above findings.
即ち、本発明の要旨は、電気配線から供給された電力を電気機器に供給するための出力端子と、光を受けて発電する太陽電池と、前記電気配線と該出力端子との導通／不導通を切り替えるスイッチであって、該太陽電池で発電された電力により導通するスイッチとを備えることを特徴とするコンセントに存する（請求項１）。 That is, the gist of the present invention is that an output terminal for supplying electric power supplied from an electric wiring to an electric device, a solar cell that receives light to generate power, and conduction / non-conduction between the electric wiring and the output terminal. And a switch that is turned on by the electric power generated by the solar cell. (Claim 1)
本発明の別の要旨は、コンセントに接続されて前記コンセントから電力を供給される電源プラグ部と、該電源プラグ部に供給される電力を電気機器に供給するための出力端子と、光を受けて発電する太陽電池と、前記電源プラグ部と該出力端子との導通／不導通を切り替えるスイッチであって、該太陽電池で発電された電力により導通するスイッチとを備えることを特徴とする電源供給切替装置に存する（請求項５）。 Another gist of the present invention is a power plug unit connected to a power outlet and supplied with power from the power outlet, an output terminal for supplying power supplied to the power plug unit to an electrical device, and receiving light. A power supply comprising: a solar cell that generates power; and a switch that switches between conduction and non-conduction between the power plug unit and the output terminal, the switch being conducted by the power generated by the solar cell. It exists in the switching device (Claim 5).
このとき、該太陽電池が、可視領域の光を受けて発電する第一太陽電池と、可視領域外の光を受けて所定量以上の電力を発電し、可視領域の光を受けても前記所定量以上の電力を発電しない第二太陽電池とを備え、該スイッチが、該第一太陽電池から電力を供給され、且つ、該第二太陽電池から前記所定量以上の電力を供給されていないときに、前記の供給された電力により導通するようになっていることが好ましい（請求項２，６）。
At this time, the solar cell receives the light in the visible region and generates power, receives the light outside the visible region, generates a predetermined amount of power, and receives the light in the visible region. A second solar cell that does not generate more than a certain amount of electric power, and the switch is supplied with electric power from the first solar cell and is not supplied with the predetermined amount of electric power from the second solar cell. In addition, it is preferable that the electric power is supplied by the supplied electric power (
また、該太陽電池が、可視領域の光を受けて第一発電量の電力を発電し、前記可視領域外の光を受けて第二発電量の電力を発電するようになっており、該スイッチが、供給される電力量がゼロより大きく第一電力量及び第二電力量の合計よりも小さいときに、前記の供給された電力により導通するようになっていても好ましい（請求項３，７）。 The solar cell is configured to generate a first power generation amount by receiving light in the visible region, and to generate a second power generation amount by receiving light outside the visible region, the switch However, it is preferable that the supplied electric power is conducted when the supplied electric power is larger than zero and smaller than the sum of the first electric energy and the second electric energy. ).
さらに、前記可視領域外の光が赤外光であることがより好ましい（請求項４，８）。 Furthermore, the light outside the visible region is more preferably infrared light (claims 4 and 8).
本発明のコンセント及び電源供給切替装置によれば、電気機器の待機電力の削減が可能である。 According to the outlet and the power supply switching device of the present invention, it is possible to reduce the standby power of the electrical equipment.
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下に挙げる実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and examples, but the present invention is not limited to the following embodiments and examples, and may be arbitrarily set within the scope of the present invention. Can be changed and implemented.
［第一実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第一実施形態としてのコンセントについて説明する。図１は本実施形態のコンセントの機能構成を模式的に示す図であり、図２は本実施形態のコンセントを模式的に示す平面図である。
図１に示すように、本実施形態のコンセント１００は、電気配線１から供給された電力を電気機器（図示せず）に供給するための出力端子２と、光を受けて発電する太陽電池３と、電気配線１と出力端子２との導通／不導通を切り替えるスイッチ４とを備えている。
[First embodiment]
Hereinafter, an outlet as a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the functional configuration of the outlet according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view schematically illustrating the outlet according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, an
出力端子２は電気機器に電力を供給するための端子であり、通電ラインＬにより電気配線１に接続されている。また、電気配線１は商用電源等の外部電源に接続されていて、前記の外部電源から供給される電力が電気配線１から出力端子２へと供給されるようになっている。
出力端子２は、通常は、図２に示すようにコンセントボックス５に設けられた差込口６の奥に設けられている。そして、差込口６に差し込まれる電気機器のプラグ（図示せず）が出力端子２に接触することにより、出力端子２から電気機器に電力が供給されるようになっている。
The
The
太陽電池３は、光を受けて発電する太陽電池であり、通常は図２に示すように、コンセントボックス５の表面に露出して設けられる。この際、太陽電池３はコンセント１００に接続される電気機器の電源プラグの影に入らないように、差込口６よりも鉛直上側に設けることが好ましい。ただし、太陽電池３と差込口６との位置関係は本発明の効果を著しく損なわない限り、これに限定されるものでは無い。
The
スイッチ４は、太陽電池３で発電された電力を供給されたときに、前記の供給された電力により導通するものである。本実施形態では、図１に示すように、スイッチ４は太陽電池３に対応したスイッチ手段としての常時ＯＦＦリレー７を備えている。
常時ＯＦＦリレー７は、通電ラインＬを導通する常時ＯＦＦ接点７Ａと、常時ＯＦＦ接点７Ａを動作させる駆動コイル７Ｂとを備えていて、駆動コイル７Ｂには太陽電池３から電力を供給されるようになっている。また、常時ＯＦＦ接点７Ａは基本的には不導通となっているが、太陽電池３が電力量Ｐ以上の電力を発電すると、その電力により駆動コイル７Ｂが動作し、常時ＯＦＦ接点７Ａが導通してスイッチの役割を果たすようになっている。即ち、電力量Ｐは駆動コイル７Ｂに動作電流を流すために要求される動作電力量であり、この電力量Ｐの大きさに応じて光に対するスイッチ４の感度が決定される。したがって、電力量Ｐの大きさは、スイッチ４に要求される光への感度に応じて設定すればよく、例えば、コンセント１００の使用環境、使用する太陽電池３の種類などに応じて適切に設定すればよい。
When the power generated by the
The always-off
本実施形態のコンセント１００は上記のように構成されているため、このコンセント１００に光が照射されていない状態では、常時ＯＦＦリレー７が不導通となっているため、スイッチ４は不導通となっており、通電ラインＬには通電できず、出力端子２から電気機器へ電力を供給しない。
Since the
これに対し、コンセント１００に光が照射されると、太陽電池３が光を受けて電力量Ｐ以上で発電し、この電力が駆動コイル７Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＦＦ接点７Ａが導通する。これによりスイッチ常時ＯＦＦリレー７が導通するため、スイッチ４は導通し、通電ラインＬに通電でき、出力端子２から電気機器に電力を供給できる。
On the other hand, when the
なお、電力量Ｐを高く設定しておけば、何らかの理由により太陽電池３が受ける光が弱くなり太陽電池３の発電量が電力量Ｐに満たない場合もありえる。この場合、太陽電池３に光が照射されていない場合と同様に、スイッチ４は不導通となる。本実施形態のスイッチ４はこれを利用して、太陽電池３が光を受けたか否かではなく、太陽電池３が受ける光の強度に応じて導通／不導通を切り替えるスイッチとして機能させることも可能である。
If the power amount P is set high, the light received by the
このように、本実施形態のコンセント１００によれば、商用電源等の外部電源からの電力供給を必要とせず、自らの発電電力で動作する発電スイッチ４により導通と不導通とを切り替えることができる。このため、コンセント１００に電源プラグが接続されている状態であっても、部屋の照明が点灯したこと等により光を照射されるまでコンセント１００から電気機器に電力が供給されないため、電化製品が不要な電力を消費しないようにできる。
さらに、コンセント１００にスイッチ４を設けるようにしたため、電気機器それぞれに特許文献１記載のスイッチ装置を設ける必要がなく、コスト及び取り扱い性などに優れる。
As described above, according to the
Furthermore, since the switch 4 is provided in the
本実施形態のコンセント１００は上記のような利点を有するため、例えば、人が滞在しているときのみ照明を点灯させることが多い環境で使用することが好ましい。具体例を挙げると、洗面所やトイレなどに設置される換気扇やハンドドライヤーなどであれば、部屋の照明の点灯による明かりによりスイッチ４が導通することにより、換気扇やハンドドライヤーなどに電力を供給して使用可能状態もしくは運転状態にすることができる。また、部屋の照明が消灯するとスイッチ４は不導通になり、換気扇やハンドドライヤーなどの電化製品への供給電力を停止することができる。これにより、換気扇やハンドドライヤーなどの電化製品を利用したいときに自動的に電力を供給し、使用しないときは停止するような電力供給の制御を行うことができる。
Since the
ところで、太陽電池３が受ける光の強さにより、それらの発電量は変動するものと考えられる。このため、上述したとおり、本実施形態のスイッチ４を、太陽電池３が受ける光の強度に応じて導通／不導通を切り替えるスイッチとして機能させることも可能である。したがって、駆動コイル７Ｂの動作電力量である電力量Ｐは、スイッチ４に要求される光の感度に応じて設定しておくことが好ましい。例えば室内で照明の明かりを感知するのにスイッチ４を使用するのであれば、通常は照明が発する人工光の強度はある程度の範囲に収まるため、人工光の強度の範囲に合わせて電力量Ｐを設定しておけばよい。例えば前記の電化製品の待機電力を抑制する用途にコンセント１００を用いるのであれば、待機電力を確実になくす観点からは電力量Ｐは高く設定することが好ましく、また、導通を確実に行う観点からは電力量Ｐは低く設定することが好ましい。
By the way, it is thought that those electric power generation amounts are fluctuate | varied with the intensity of the light which the
なお、本実施形態のコンセント１００は、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更して実施してもよい。
例えば、図２では１つのコンセントボックス５に一対の差込口６が設けられた例を示したが、差込口６を２対以上設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では２穴タイプのコンセントを例示したが、例えば３穴タイプなど他のタイプのコンセントであっても本実施形態を適用できる。
Note that the
For example, FIG. 2 shows an example in which one
Further, in the present embodiment, the 2-hole type outlet is illustrated, but the present embodiment can be applied to other types of outlets such as a 3-hole type.
また、例えば、スイッチ手段としてリレー７に代えて半導体リレー、サイリスタ、トランジスタ、トライアック、フォカプラなどの半導体スイッチを用いるようにすれば、スイッチ４を小型化及び長寿命化させることができる。さらに、これらの半導体スイッチ以外の機器を用いるようにしてもよい。
For example, if a semiconductor switch such as a semiconductor relay, a thyristor, a transistor, a triac, or a focoupler is used as the switch means instead of the
さらに、スイッチ４の構成は上述した実施形態のものに限定されず、太陽電池３の発電により導通と不導通とを切り替えるものであれば任意である。例えば、リレーの数を２以上に増やしても良い。この場合、対応する太陽電池の数及び種類を調整すれば、更に複雑なスイッチング制御が可能となる。
Furthermore, the configuration of the switch 4 is not limited to that of the above-described embodiment, and is arbitrary as long as it switches between conduction and non-conduction by the power generation of the
［第二実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第二実施形態としての電源供給切替装置について説明する。図３は本実施形態の電源供給切替装置の機能構成を模式的に示す図であり、図４は本実施形態の電源供給切替装置を模式的に示す斜視図である。
図３に示すように、本実施形態の電源供給切替装置２００は、コンセントに接続される電源プラグ部８と、電源プラグ部８に供給される電力を電気機器（図示せず）に供給するための出力端子９と、光を受けて発電する太陽電池１０と、電源プラグ部８と出力端子９との導通／不導通を切り替えるスイッチ１１とを備えている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a power supply switching device as a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of the power supply switching device of the present embodiment, and FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating the power supply switching device of the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the power
電源プラグ部８は商用電源等の外部電源に接続されたコンセント（図示せず）に接続され、コンセントから電力を供給されるものである。通常、電源プラグ部８は図４に示すように、ハウジング１２から引き出された電源コード１３の先端に設けられていているが、ハウジング１２に直接設けられたタイプのものでもよい。
The
出力端子９は電気機器に電力を供給するための端子であり、図３に示すように、通電ラインＬにより電源プラグ８に接続されている。
出力端子９は、通常は、図４に示すようにハウジング１２に設けられた差込口１４の奥に設けられている。そして、差込口１４に差し込まれる電気機器のプラグ（図示せず）が出力端子９に接触することにより、出力端子９から電気機器に電力が供給されるようになっている。
The output terminal 9 is a terminal for supplying electric power to the electrical equipment, and is connected to the
The output terminal 9 is normally provided in the back of the
太陽電池１０は、第一実施形態の太陽電池３と同様に、光を受けて発電する太陽電池であり、通常は図４に示すように、ハウジング１２の表面に露出して設けられる。
Similar to the
スイッチ１１は、太陽電池１０で発電された電力を供給されたときに、前記の供給された電力により導通するものである。本実施形態では、図３に示すように、スイッチ１１は太陽電池１０に対応したスイッチ手段としての常時ＯＦＦリレー１５を備えている。
常時ＯＦＦリレー１５は、第一実施形態の常時ＯＦＦ接点７Ａ及び駆動コイル７Ｂと同様の常時ＯＦＦ接点１５Ａ及び駆動コイル１５Ｂを備えていて、第一実施形態の常時ＯＦＦリレー７と同様に動作するようになっている。
The
The always-
本実施形態の電源供給切替装置２００は上記のように構成されているため、第一実施形態のコンセント１００と同様の要領で、電気機器への電力の供給と停止を切り替えることができる。
即ち、電源プラグ部８をコンセント（図示せず）に接続した場合であっても、例えば電源供給切替装置２００に光が照射されていない状態では、常時ＯＦＦリレー１５が不導通となっているため、出力端子９から電気機器に電力を供給しない。
これに対し、電源供給切替装置２００に光が照射されると、太陽電池１０が発電した電力が駆動コイル１５Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＦＦ接点１５Ａが導通し、出力端子９から電気機器に電力を供給できる。
Since the power
That is, even when the
On the other hand, when the power
このように、本実施形態の電源供給切替装置２００によれば、第一実施形態のコンセント１００と同様の利点を得ることができる。
これに加え、電源供給切替装置２００はコンセントに対して着脱可能であるため、取り扱い性に優れ、また、既存の電源設備に適用できるため、好ましい。
Thus, according to the power
In addition, since the power
さらに、本実施形態の電源供給切替装置２００は、第一実施形態のコンセント１００と同様の用途に用いることができる。
Furthermore, the power
また、本実施形態の電源供給切替装置２００は、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更して実施してもよい。
例えば、図４では１つのハウジング１２に一対の差込口１４が設けられた例を示したが、差込口１４を２対以上設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では差込口１４が２穴タイプのものを例示したが、例えば３穴タイプなど他のタイプのものであっても本実施形態を適用できる。
さらに、第一実施形態と同様に変更して実施することも可能である。
Further, the power
For example, although FIG. 4 shows an example in which a pair of
Further, in the present embodiment, the
Furthermore, it is also possible to carry out the same modification as in the first embodiment.
［第三実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第三実施形態としてのコンセントについて説明する。図５は本実施形態のコンセントの機能構成を模式的に示す図であり、図６は本実施形態のコンセントを模式的に示す平面図である。
図５に示すように、本実施形態のコンセント３００は、電気配線１６から供給された電力を電気機器（図示せず）に供給するための出力端子１７と、第一太陽電池としての可視光吸収太陽電池１８と、第二太陽電池としての赤外吸収太陽電池１９と、電気配線１６と出力端子１７との導通／不導通を切り替えるスイッチ２０とを備えている。
[Third embodiment]
Hereinafter, an outlet as a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the functional configuration of the outlet according to the present embodiment, and FIG. 6 is a plan view schematically illustrating the outlet according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the
出力端子１７は第一実施形態の出力端子２と同様であり、本実施形態でも図６に示すようにコンセントボックス２１に設けられた差込口２２の奥に設けられ、差込口２２に差し込まれる電気機器のプラグ（図示せず）が出力端子１７に接触することにより、出力端子１７から電気機器に電力が供給されるようになっている。
The
可視光吸収太陽電池１８は、可視領域（所定の波長領域）の光（即ち、可視光）を受けて所定の電力量Ｐｖ以上で発電する太陽電池である。この可視光吸収太陽電池１８は、可視領域以外の光を受けても可視光を受けたときほどの発電量では発電しないもの、即ち、所定の電力量Ｐｖ以上の電力を発電しないものが好ましい。この可視光吸収太陽電池１８の例を挙げると、アモルファスシリコン系太陽電池が挙げられる。
可視光吸収太陽電池１８は、通常は図６に示すように、コンセントボックス２１の表面に露出して設けられる。この際、可視光吸収太陽電池１８はコンセント３００に接続される電気機器の電源プラグの影に入らないように、差込口２２よりも鉛直上側に設けることが好ましい。ただし、可視光吸収太陽電池１８と差込口２２との位置関係は本発明の効果を著しく損なわない限り、これに限定されるものでは無い。
The visible light absorbing
The visible light absorbing
赤外吸収太陽電池１９は、赤外領域（所定の波長領域外の波長領域）の光（即ち、赤外光）を受けて所定の電力量Ｐｉ以上で発電する太陽電池である。ただし、赤外吸収太陽電池１９としては、可視光を受けても赤外光を受けたときほどの発電量では発電しないもの、即ち、所定の電力量Ｐｉ以上の電力を発電しないものを用いる。この赤外吸収太陽電池１９の例を挙げると、ガリウム−砒素系太陽電池が挙げられる。
赤外吸収太陽電池１９は、通常は図６に示すように、コンセントボックス２１の表面に露出して設けられる。この際、赤外吸収太陽電池１９はコンセント３００に接続される電気機器の電源プラグの影に入らないように、差込口２２よりも鉛直上側に設けることが好ましい。ただし、赤外吸収太陽電池１９と差込口２２との位置関係は本発明の効果を著しく損なわない限り、これに限定されるものでは無い。
The infrared absorption
The infrared absorption
スイッチ２０は、可視光吸収太陽電池１８から電力量Ｐｖ以上の電力を供給され、且つ、赤外吸収太陽電池１９から電力量Ｐｉ以上の電力を供給されていないときに、前記の供給された電力により導通するものである。本実施形態では、図５に示すように、スイッチ２０は可視光吸収太陽電池１８に対応したスイッチ手段としての常時ＯＦＦリレー２３と赤外吸収太陽電池１９に対応したスイッチ手段としての常時ＯＮリレー２４とを備えている。
The
常時ＯＦＦリレー２３は、通電ラインＬを導通する常時ＯＦＦ接点２３Ａと、常時ＯＦＦ接点２３を動作させる駆動コイル２３Ｂとを備えていて、駆動コイル２３Ｂには可視光吸収太陽電池１８から電力を供給されるようになっている。また、常時ＯＦＦ接点２３Ａは基本的には不導通となっているが、可視光吸収太陽電池１８が電力量Ｐｖ以上の電力を発電すると、その電力により駆動コイル２３Ｂが動作し、常時ＯＦＦ接点２３Ａが導通してスイッチの役割を果たすようになっている。即ち、電力量Ｐｖは駆動コイル２３Ｂに動作電流を流すために要求される動作電力量であり、この電力量Ｐｖの大きさに応じて可視光に対するスイッチ２０の感度が決定される。したがって、電力量Ｐｖの大きさは、スイッチ２０に要求される可視光への感度に応じて設定すればよく、例えば、コンセント３００の使用環境、使用する可視光吸収太陽電池１８の種類などに応じて適切に設定すればよい。
The always-
また、常時ＯＮリレー２４は通電ラインＬを導通する常時ＯＮ接点２４Ａと常時ＯＮ接点２４Ａを動作させる駆動コイル２４Ｂとを備えていて、駆動コイル２４Ｂには赤外吸収太陽電池１９から電力を供給されるようになっている。また、常時ＯＮ接点２４Ａは基本的には導通しているが、赤外吸収太陽電池１９が電力量Ｐｉ以上の電力を発電すると、その電力により駆動コイル２４Ｂが動作し、常時ＯＮ接点２４Ａが不導通となってスイッチの役割を果たすようになっている。即ち、電力量Ｐｉは駆動コイル２４Ｂに動作電流を流すために要求される動作電力量であり、この電力量Ｐｉの大きさに応じて赤外光に対するスイッチ２０の感度が決定される。したがって、電力量Ｐｉの大きさは、スイッチ２０に要求される赤外光への感度に応じて設定すればよく、例えば、コンセント３００の使用環境、使用する赤外吸収太陽電池１９の種類などに応じて適切に設定すればよい。
The always-on
本実施形態のコンセント３００は上記のように構成されているため、このコンセント３００に光が照射されていない状態では、常時ＯＦＦリレー２３が不導通となっているため、スイッチ２０は不導通となっており、通電ラインＬには通電できず、出力端子１７から電気機器へ電力を供給しない。
Since the
これに対し、コンセント３００に光が照射されると、照射された光が有する波長成分に応じてスイッチ２０の導通と不導通が切り替わる。
例えば、コンセント３００に蛍光灯やＬＥＤ等から可視光のみが照射されると、可視光吸収太陽電池１８が可視光を受けて電力量Ｐｖ以上で発電し、この電力が駆動コイル２３Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＦＦ接点２３Ａが導通する。一方で、赤外吸収太陽電池１９は可視光を受けても電力量Ｐｉほどは発電しないため、常時ＯＮ接点２４Ａは導通したままとなる。これによりスイッチ２０は導通し、通電ラインＬに通電でき、出力端子１７から電気機器に電力を供給できる。
On the other hand, when the
For example, when the
また、例えばコンセント３００に可視光及び赤外光の両方の成分を含む太陽光が照射されると、可視光吸収太陽電池１８が太陽光に含まれる可視光成分を受けて電力量Ｐｖ以上で発電し、この電力が駆動コイル２３Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＦＦ接点２３Ａが導通する。一方で、赤外吸収太陽電池１９は太陽光に含まれる赤外光成分を受けて電力量Ｐｉ以上で発電し、この電力が駆動コイル２４Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＮ接点２４Ａは不導通となる。これにより、スイッチ２０は不導通のままとなり、通電ラインＬには通電できず、出力端子１７から電気機器へ電力を供給しない。
Further, for example, when the
また、例えばコンセント３００に赤外光のみが照射されると、（ｉ）可視光吸収太陽電池１８が赤外光を受けて電力量Ｐｖ以上で発電できるものであれば、可視光吸収太陽電池１８が発電した電力が駆動コイル２３Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＦＦ接点２３Ａが導通する。逆に、（ii）可視光吸収太陽電池１８が赤外光を受けても電力量Ｐｖ以上の電力を発電しないものであれば、可視光吸収太陽電池１８は電力量Ｐｖほどは発電しないことになるため、常時ＯＦＦ接点２３Ａは不導通のままとなる。しかし、いずれにしろ赤外吸収太陽電池１９は赤外光を受けて電力量Ｐｉ以上で発電し、この電力が駆動コイル２４Ｂに供給されて、供給された電力により常時ＯＮ接点２４Ａは不導通となる。したがって、スイッチ２０は不導通のままとなり、通電ラインＬは通電せず、出力端子１７から電気機器へ電力を供給しない。
Further, for example, when the
このように、本実施形態のコンセント３００によれば、商用電源等の外部電源からの電力供給を必要とせず、自らの発電電力で動作する発電スイッチ２０により導通と不導通とを切り替えることができる。さらにスイッチ２０は、可視光成分と赤外光成分とを含む太陽光や、可視光成分を有さない赤外光を照射しても導通せず、可視光成分を有するが赤外光成分を有しない光を照射すると、その光を感知して導通するようになっている。したがって、コンセント３００は、例えば蛍光灯やＬＥＤなどの照明装置から発せられる人工光（これらの人工光は、通常は可視光を含むが赤外光を含まない）を感知して電気機器に電力を供給するが、光が照射されていなかったり太陽光（太陽光は赤外光を含む）を照射されたりしても電気機器に電力を供給しないようにできる。
さらに、コンセント３００にスイッチ２０を設けるようにしたため、電気機器それぞれに特許文献１記載のスイッチ装置を設ける必要がなく、コスト及び取り扱い性などに優れる。
As described above, according to the
Furthermore, since the
したがって、本実施形態のコンセント３００は、第一実施形態のコンセント１００と同様、電化製品を利用したいときに自動的に電力を供給し、使用しないときは停止するような電力供給の制御を行うことができる。
さらに、本実施形態のコンセント３００によれば、電化製品への電力供給を、受ける光の波長（具体的には、可視領域と赤外領域の光の組み合わせ）に応じて制御できるため、不要な電力消費を抑制できる。例えば、特許文献１記載の従来技術では、昼間に使用者が不在であっても太陽光を受けたスイッチ装置が導通して不要な電力を消費することになっていたが、本実施形態のコンセント３００は太陽光を受けても導通しないため、使用者不在時に太陽光によって意図せず不要な電力を消費することを防止できる。
Therefore, like the
Furthermore, according to the
本実施形態のコンセント３００は上記のような利点を有するため、例えば、第一実施形態のコンセント１００と同様の用途に用いることができる。
Since the
ところで、可視光吸収太陽電池１８及び赤外吸収太陽電池１９が受ける光の強さにより、それらの発電量は変動するものと考えられる。したがって、駆動コイル２３Ｂ，２４Ｂの動作電力量である電力量Ｐｖ及びＰｉは、スイッチ２０に要求される光の感度に応じて設定しておくことが好ましい。例えば室内で照明の明かりを感知するのであれば、通常は照明が発する人工光の強度はある程度の範囲に収まるため、人工光の強度の範囲に合わせて電力量Ｐｖ及びＰｉを設定しておけばよい。例えば前記の電化製品の待機電力を抑制する用途にコンセント３００を用いるのであれば、待機電力を確実になくす観点からは電力量Ｐｖは高く設定することが好ましく、電力量Ｐｉは低く設定することが好ましい。また、導通を確実に行う観点からは電力量Ｐｖは低く設定することが好ましく、電力量Ｐｉは高く設定することが好ましい。
By the way, it is thought that those power generation amounts are fluctuate | varied with the intensity of the light which the visible light absorption
なお、本実施形態のコンセント３００は、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更して実施してもよい。
例えば、本実施形態では人工の可視光と太陽光とを区別して導通及び不導通を切り替えるスイッチの例を示して説明したが、区別する光はこれ以外の組合せでもよく、例えば、赤外光、可視光、紫外光、太陽光、人工光など、波長や光源の種類などにより様々な光を区別したスイッチングが可能である。この場合、太陽電池の種類、数、並びにスイッチの構成をその光に応じて変更すればよい。
また、例えば、一つの通電ラインに２以上のスイッチ２０を設けることも可能である。
さらに、例えば第一実施形態と同様に変更して実施することもできる。
Note that the
For example, in this embodiment, an example of a switch that switches between conduction and non-conduction by distinguishing between artificial visible light and sunlight has been described, but the distinction light may be a combination other than this, for example, infrared light, Switching that distinguishes various lights such as visible light, ultraviolet light, sunlight, and artificial light according to the wavelength and the type of light source is possible. In this case, what is necessary is just to change the kind of solar cell, the number, and the structure of a switch according to the light.
For example, it is possible to provide two or
Furthermore, for example, the same modification as in the first embodiment can be performed.
［第四実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第四実施形態としての電源供給切替装置について説明する。図７は本実施形態の電源供給切替装置の機能構成を模式的に示す図であり、図８は本実施形態の電源供給切替装置を模式的に示す斜視図である。
図７に示すように、本実施形態の電源供給切替装置４００は、コンセントに接続される電源プラグ部２５と、電源プラグ部２５に供給される電力を電気機器（図示せず）に供給するための出力端子２６と、第一太陽電池としての可視光吸収太陽電池２７と、第二太陽電池としての赤外吸収太陽電池２８と、電源プラグ部２５と出力端子２６との導通／不導通を切り替えるスイッチ２９とを備えている。
[Fourth embodiment]
Hereinafter, a power supply switching apparatus as a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of the power supply switching device of the present embodiment, and FIG. 8 is a perspective view schematically illustrating the power supply switching device of the present embodiment.
As shown in FIG. 7, the power
電源プラグ部２５は商用電源等の外部電源に接続されたコンセント（図示せず）に接続され、コンセントから電力を供給されるものであり、例えば図８に示すようにハウジング３０から引き出された電源コード３１の先端に設けられたものなど、第二実施形態と同様のものが挙げられる。
The
出力端子２６は電気機器に電力を供給するための端子であり、図７に示すように、通電ラインＬにより電源プラグ２５に接続されている。
出力端子２６は、第二実施形態と同様に、通常は、図８に示すようにハウジング３０に設けられた差込口３２の奥に設けられている。そして、差込口３２に差し込まれる電気機器のプラグ（図示せず）が出力端子２６に接触することにより、出力端子２６から電気機器に電力が供給されるようになっている。
The
As in the second embodiment, the
可視光吸収太陽電池２７は、第三実施形態の可視光吸収太陽電池１８と同様に、可視光を受けて所定の電力量Ｐｖ以上で発電する太陽電池であり、通常は図８に示すように、ハウジング３０の表面に露出して設けられる。
The visible light absorbing
赤外光吸収太陽電池２８は、第三実施形態の赤外吸収太陽電池１９と同様に、赤外光を受けて所定の電力量Ｐｉ以上で発電し、可視光を受けても所定の電力量Ｐｉ以上の電力を発電しない太陽電池であり、通常は図８に示すように、ハウジング３０の表面に露出して設けられる。
Similar to the infrared absorption
スイッチ２９は、可視光吸収太陽電池２７から電力量Ｐｖ以上の電力を供給され、且つ、赤外吸収太陽電池２８から電力量Ｐｉ以上の電力を供給されていないときに、前記の供給された電力により導通するものである。本実施形態では、図７に示すように、スイッチ２９は可視光吸収太陽電池２７に対応したスイッチ手段としての常時ＯＦＦリレー３３と赤外吸収太陽電池２８に対応したスイッチ手段としての常時ＯＮリレー３４とを備えている。
The
常時ＯＦＦリレー３３は、第三実施形態の常時ＯＦＦ接点２３Ａ及び駆動コイル２３Ｂと同様の常時ＯＦＦ接点３３Ａ及び駆動コイル３３Ｂを備えていて、第三実施形態の常時ＯＦＦリレー２３と同様に動作するようになっている。
また、常時ＯＮリレー３４は、第三実施形態の常時ＯＮ接点２４Ａ及び駆動コイル２４Ｂと同様の常時ＯＮ接点３４Ａ及び駆動コイル３４Ｂを備えていて、第三実施形態の常時ＯＮリレー２４と同様に動作するようになっている。
The always-
Further, the always-on
本実施形態の電源供給切替装置４００は上記のように構成されているため、第三実施形態のコンセント３００と同様の要領で、電気機器への電力の供給と停止を切り替えることができる。
即ち、電源プラグ部２５をコンセント（図示せず）に接続した場合であっても、例えば電源供給切替装置４００に光が照射されていない状態では、常時ＯＦＦリレー３３が不導通となっているため、出力端子２６から電気機器に電力を供給しない。
Since the power
That is, even when the
これに対し、電源供給切替装置４００に光が照射されると、第三実施形態と同様にして、照射された光が有する波長成分に応じてスイッチ２９の導通と不導通が切り替わる。
例えば、電源供給切替装置４００に可視光のみが照射されると、スイッチ２９は導通し、通電ラインＬに通電でき、出力端子２６から電気機器に電力を供給できる。
また、例えば電源供給切替装置４００に可視光及び赤外光の両方の成分を含む太陽光が照射されると、スイッチ２９は不導通のままとなり、通電ラインＬには通電できず、出力端子２６から電気機器へ電力を供給しない。
また、例えば電源供給切替装置４００に赤外光のみが照射されると、スイッチ２９は不導通のままとなり、通電ラインＬは通電せず、出力端子２６から電気機器へ電力を供給しない。
In contrast, when the power
For example, when only the visible light is irradiated to the power
Further, for example, when the power
For example, when only the infrared light is irradiated to the power
このように、本実施形態の電源供給切替装置４００によれば、第三実施形態のコンセント３００と同様の利点を得ることができる。
これに加え、電源供給切替装置４００はコンセントに対して着脱可能であるため、取り扱い性に優れ、また、既存の電源設備に適用できるため、好ましい。
Thus, according to the power
In addition, since the power
さらに、本実施形態の電源供給切替装置４００は、第三実施形態のコンセント３００と同様の用途に用いることができる。
Furthermore, the power
また、本実施形態の電源供給切替装置４００は、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更して実施してもよい。
さらに、第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態と同様に変更して実施することも可能である。
In addition, the power
Furthermore, it is also possible to change and carry out similarly to the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.
［第五実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第五実施形態としてのコンセントについて説明する。図９は本実施形態のコンセントの機能構成を模式的に示す図であり、図１０は本実施形態のコンセントを模式的に示す平面図である。
図９に示すように、本実施形態のコンセント５００は、電気配線３５から供給された電力を電気機器（図示せず）に供給するための出力端子３６と、光を受けて発電する太陽電池３７と、電気配線３５と出力端子３６との導通／不導通を切り替えるスイッチ３８とを備えている。
[Fifth embodiment]
Hereinafter, an outlet as a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of the outlet according to the present embodiment, and FIG. 10 is a plan view schematically illustrating the outlet according to the present embodiment.
As shown in FIG. 9, the
出力端子３６は第一実施形態の出力端子２と同様であり、本実施形態でも図１０に示すようにコンセントボックス３９に設けられた差込口４０の奥に設けられ、差込口４０に差し込まれる電気機器のプラグ（図示せず）が出力端子３６に接触することにより、出力端子３６から電気機器に電力が供給されるようになっている。
The
太陽電池３７は、可視光を受けて第一発電量Ｐｖの電力を発電し、赤外光を受けて第二発電量Ｐｉの電力を発電する太陽電池である。この太陽電池３７の例を挙げると、アモルファスシリコン系太陽電池とガリウム−砒素系太陽電池とを直列に接続して構成したタンデム型太陽電池が挙げられる。
太陽電池３７は、通常は図１０に示すように、第一実施形態と同様にコンセントボックス３９の表面に露出して設けられる。
The
As shown in FIG. 10, the
スイッチ３８は、太陽電池３７で発電された電力を供給され、供給される電力量がゼロより大きく第一電力量Ｐｖ及び第二電力量Ｐｉの合計（即ち、Ｐｖ＋Ｐｉ）よりも小さいときに、前記の供給された電力により導通するものである。本実施形態では、図９に示すように、スイッチ３８は可視光による発電に対応したスイッチ手段としての常時ＯＦＦリレー４１と、赤外光による発電に対応したスイッチ手段としての常時ＯＮリレー４２とを備えている。
The
常時ＯＦＦリレー４１は、通電ラインＬを導通する常時ＯＦＦ接点４１Ａと、常時ＯＦＦ接点４１Ａを動作させる駆動コイル４１Ｂとを備えていて、駆動コイル４１Ｂには太陽電池３７から電力を供給されるようになっている。また、常時ＯＦＦ接点４１Ａは基本的には不導通となっているが、太陽電池３７が発電すると、その電力により駆動コイル４１Ｂが動作し、常時ＯＦＦ接点４１Ａが導通してスイッチの役割を果たすようになっている。
The always-
また、常時ＯＮリレー４２は通電ラインＬを導通する常時ＯＮ接点４２Ａと、常時ＯＮ接点４２Ａを動作させる駆動コイル４２Ｂとを備えていて、駆動コイル４２Ｂには太陽電池３７から電力を供給されるようになっている。また、常時ＯＮ接点４２Ａは基本的には導通しているが、太陽電池３７が発電すると、その電力により駆動コイル４２Ｂが動作し、常時ＯＮ接点４２Ａが不導通となってスイッチの役割を果たすようになっている。
The always-on
ただし、本実施形態の駆動コイル４１Ｂ，４２Ｂは第三実施形態の駆動コイル２３Ｂ，２４Ｂとは異なり、常時ＯＦＦリレー４１の駆動コイル４１Ｂと常時ＯＮリレー４２の駆動コイル４２Ｂとは直列に接続されている。ここで、駆動コイル４２Ｂを動作させるために要求される電流量（動作電流量）Ｉ４２Ｂは駆動コイル４１Ｂを動作させるために要求される電流量（動作電流量）Ｉ４１Ｂよりも高く設定される。具体的には、太陽電池３７で電力量Ｐｖ及び電力量Ｐｉの合計量Ｐｖ＋Ｐｉの発電があり、この合計量Ｐｖ＋Ｐｉの電力が供給された場合に初めて動作電流量Ｉ４２Ｂの電流が流れるようになっている。即ち、駆動コイル４１Ｂの動作電流量Ｉ４１Ｂの電流を流れさせる電力量の大きさに応じて可視光に対するスイッチ３８の感度が決定されるようになっており、また、駆動コイル４２Ｂの動作電流量Ｉ４２Ｂの電流を流れさせる電力量の大きさに応じて赤外光に対するスイッチ３８の感度が決定されるようになっている。この際、駆動コイル４１Ｂの動作電流量Ｉ４１Ｂの電流を発生させる電力量の大きさは小さいほど高感度となるので好ましいが、通常は可視光を受けて太陽電池３７が発電する発電量Ｐｖである。一方、駆動コイル４２Ｂの動作電流量Ｉ４２Ｂの電流を発生させる電力量の大きさは、電力量Ｐｖ及び電力量Ｐｉの合計量Ｐｖ＋Ｐｉ以下とするが、通常は電力量Ｐｖ及び電力量Ｐｉの合計量Ｐｖ＋Ｐｉである。したがって、電力量Ｐｖ，Ｐｉの大きさは、スイッチ３８に要求される可視光及び赤外光への感度に応じて設定すればよく、例えば、コンセント５００の使用環境、使用する太陽電池３７の種類などに応じて適切に設定すればよい。
However, the drive coils 41B and 42B of this embodiment are different from the drive coils 23B and 24B of the third embodiment, and the
本実施形態のコンセント５００は上記のように構成されているため、このコンセント５００に光が照射されていない状態では、常時ＯＦＦリレー４１が不導通となっているため、スイッチ３８は不導通となっており、通電ラインＬには通電できず、出力端子３６から電気機器へ電力を供給しない。
Since the
これに対し、コンセント５００に光が照射されると、照射された光が有する波長成分に応じて導通と不導通が切り替わる。
例えば、コンセント５００に蛍光灯やＬＥＤ等から可視光のみが照射されると、太陽電池３７が可視光を受けて電力量Ｐｖ以上で発電し、この電力が駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂに供給されて、駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂには電流が流れる。この電流は駆動コイル４１Ｂの動作電流量Ｉ４１Ｂ以上であるため常時ＯＦＦ接点４１Ａは導通する。一方で、電力量Ｐｖ程度では駆動コイル４２Ｂに流れる電流量は、その動作電流量Ｉ４２Ｂに満たないため、常時ＯＮ接点４２Ａは導通したままとなる。これによりスイッチ３８は導通し、通電ラインＬに通電でき、出力端子３６から電気機器に電力を供給できる。
In contrast, when the
For example, when the
また、例えばコンセント５００に可視光及び赤外光の両方の成分を含む太陽光が照射されると、太陽電池３７が太陽光に含まれる可視光成分及び赤外光成分を受けて電力量Ｐｖ＋Ｐｉ以上で発電し、この電力が駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂに供給されて、駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂには電流が流れる。この電流は駆動コイル４１Ｂの動作電流量Ｉ４１Ｂ以上であり、且つ、駆動コイル４２の動作電流量Ｉ４２Ｂ以上である。このため、常時ＯＦＦ接点４１Ａは導通し、一方で、常時ＯＮ接点４２Ａは不導通となる。これによりスイッチ３８は不導通のままとなり、通電ラインＬは通電できず、出力端子３６から電気機器へ電力を供給しない。
In addition, for example, when the
また、例えばコンセント５００に赤外光のみが照射されると、太陽電池３７が赤外光を受けて電力量Ｐｉ以上で発電し、この電力が駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂに供給されて、駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂには電流が流れる。この際、駆動コイル４１Ｂ及び駆動コイル４２Ｂに流れる電流が動作電流量Ｉ４１Ｂ以上であり且つ動作電流量Ｉ４２Ｂ以下であればスイッチ３８は導通するが、その他の場合は不導通となる。したがって、コンセント５００に赤外光のみが照射された場合については、駆動コイル４１Ｂ，４２Ｂの駆動電流Ｉ４１Ｂ，Ｉ４２Ｂをどのように設定するかにより異なる。
For example, when only the infrared light is irradiated to the
このように、本実施形態のコンセント５００によれば、商用電源等の外部電源からの電力供給を必要とせず、自らの発電電力で動作する発電スイッチ装置を実現できる。さらにスイッチ３８は、可視光成分と赤外光成分とを含む太陽光を照射しても導通せず、可視光成分を有するが赤外光成分を有しない光を照射すると、その光を感知して導通するようになっている。また、駆動電流量Ｉ４１Ｂ，Ｉ４２Ｂの設定によっては可視光成分を有さない赤外光を照射した場合に導通させるようにしたり不導通とさせたりすることができる。したがって、コンセント５００は、例えば蛍光灯やＬＥＤなどの照明装置から発せされる人工光（これらの人工光は、通常は可視光を含むが赤外光を含まない）を感知して電気機器に電力を供給するが、光が照射されていなかったり太陽光（太陽光は赤外光を含む）を照射されたりしても電気機器に電力を供給しないようにできる。
さらに、コンセント５００にスイッチ３８を設けるようにしたため、電気機器それぞれに特許文献１記載のスイッチ装置を設ける必要がなく、コスト及び取り扱い性などに優れる。
Thus, according to the
Further, since the
したがって、本実施形態のコンセント５００は、第一実施形態のコンセント１００と同様、電化製品を利用したいときに自動的に電力を供給し、使用しないときは停止するような電力供給の制御を行うことができる。
さらに、本実施形態のコンセント５００によれば、第三実施形態のコンセント３００と同様、電化製品への電力供給を、受ける光の波長（具体的には、可視領域と赤外領域の光の組み合わせ）に応じて制御できるため、不要な電力消費を抑制できる。
本実施形態のコンセント５００は上記のような利点を有するため、例えば、第一実施形態及び第三実施形態のコンセント１００と同様の用途に用いることができる。
Therefore, like the
Furthermore, according to the
Since the
ところで、太陽電池３７が受ける光の強さにより、発電量は変動するものと考えられる。したがって、前記の動作電流量Ｉ４１Ｂ，Ｉ４２Ｂは、スイッチ３８に要求される光の感度に応じて設定しておくことが好ましい。例えば室内で照明の明かりを感知するのであれば、通常は照明が発する人工光の強度はある程度の範囲に収まるため、人工光の強度の範囲に合わせて動作電流量Ｉ４１Ｂ，Ｉ４２Ｂを設定しておけばよい。例えば前記の電化製品の待機電力を抑制する用途にコンセント５００を用いるのであれば、待機電力を確実になくす観点からは動作電流量Ｉ４１Ｂは高く設定することが好ましく、動作電流量Ｉ４２Ｂは低く設定することが好ましい。また、導通を確実に行う観点からは電力量Ｉ４１Ｂは低く設定することが好ましく、動作電流量Ｉ４２Ｂは高く設定することが好ましい。
By the way, it is considered that the amount of power generation varies depending on the intensity of light received by the
本実施形態のコンセント５００は、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更して実施してもよい。
例えば第一実施形態及び第三実施形態と同様に変更して実施することもできる。
The
For example, it can also be implemented in the same manner as in the first embodiment and the third embodiment.
［第六実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第六実施形態としての電源供給切替装置について説明する。図１１は本実施形態の電源供給切替装置の機能構成を模式的に示す図であり、図１２は本実施形態の電源供給切替装置を模式的に示す斜視図である。
図１１に示すように、本実施形態の電源供給切替装置６００は、コンセントに接続される電源プラグ部４３と、電源プラグ部４３に供給される電力を電気機器（図示せず）に供給するための出力端子４４と、光を受けて発電する太陽電池４５と、電源プラグ部４３と出力端子４４との導通／不導通を切り替えるスイッチ４６とを備えている。
[Sixth embodiment]
Hereinafter, a power supply switching apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of the power supply switching device of the present embodiment, and FIG. 12 is a perspective view schematically illustrating the power supply switching device of the present embodiment.
As shown in FIG. 11, the power
電源プラグ部４３は商用電源等の外部電源に接続されたコンセント（図示せず）に接続され、コンセントから電力を供給されるものであり、例えば図１２に示すようにハウジング４７から引き出された電源コード４８の先端に設けられたものなど、第二実施形態と同様のものが挙げられる。
The
出力端子４４は電気機器に電力を供給するための端子であり、図１１に示すように、通電ラインＬにより電源プラグ４３に接続されている。
出力端子４４は、第二実施形態と同様に、通常は、図１２に示すようにハウジング４７に設けられた差込口４９の奥に設けられている。そして、差込口４９に差し込まれる電気機器のプラグ（図示せず）が出力端子４４に接触することにより、出力端子４４から電気機器に電力が供給されるようになっている。
The
As in the second embodiment, the
太陽電池４５は、第五実施形態の太陽電池３７と同様に、可視光を受けて第一発電量Ｐｖの電力を発電し、赤外光を受けて第二発電量Ｐｉの電力を発電する太陽電池であり、通常は図１２に示すように、ハウジング４７の表面に露出して設けられる。
Similarly to the
スイッチ４６は、太陽電池４５で発電された電力を供給され、供給される電力量がゼロより大きく第一電力量Ｐｖ及び第二電力量Ｐｉの合計（即ち、Ｐｖ＋Ｐｉ）よりも小さいときに、前記の供給された電力により導通するものである。本実施形態では、図１１に示すように、スイッチ４６は可視光による発電に対応したスイッチ手段としての常時ＯＦＦリレー５０と、赤外光による発電に対応したスイッチ手段としての常時ＯＮリレー５１とを備えている。
The
常時ＯＦＦリレー５０は、第五実施形態の常時ＯＦＦ接点４１Ａ及び駆動コイル４１Ｂと同様の常時ＯＦＦ接点５０Ａ及び駆動コイル５０Ｂを備えていて、第五実施形態の常時ＯＦＦリレー４１と同様に動作するようになっている。
また、常時ＯＮリレー５１は、第五実施形態の常時ＯＮ接点４２Ａ及び駆動コイル４２Ｂと同様の常時ＯＮ接点５１Ａ及び駆動コイル５１Ｂを備えていて、第五実施形態の常時ＯＮリレー４２と同様に動作するようになっている。
The always-
The always-on
本実施形態の電源供給切替装置６００は上記のように構成されているため、第五実施形態のコンセント５００と同様の要領で、電気機器への電力の供給と停止を切り替えることができる。
即ち、電源プラグ部４３をコンセント（図示せず）に接続した場合であっても、例えば電源供給切替装置６００に光が照射されていない状態では、常時ＯＦＦリレー５０が不導通となっているため、出力端子４４から電気機器に電力を供給しない。
Since the power
That is, even when the
これに対し、電源供給切替装置６００に光が照射されると、第五実施形態と同様にして、照射された光が有する波長成分に応じてスイッチ４６の導通と不導通が切り替わる。
例えば、電源供給切替装置６００に可視光のみが照射されると、スイッチ４６は導通し、通電ラインＬに通電でき、出力端子４４から電気機器に電力を供給できる。
また、例えば電源供給切替装置６００に可視光及び赤外光の両方の成分を含む太陽光が照射されると、スイッチ４６は不導通のままとなり、通電ラインＬには通電できず、出力端子４４から電気機器へ電力を供給しない。
また、例えば電源供給切替装置６００に赤外光のみが照射されると、駆動コイル５０Ｂ，５１Ｂの駆動電流Ｉ５０Ｂ，Ｉ５１Ｂの設定により、スイッチ４６が導通となったり不導通となったりする。
On the other hand, when the power
For example, when only visible light is irradiated to the power
Further, for example, when the power
For example, when the power
このように、本実施形態の電源供給切替装置６００によれば、第五実施形態のコンセント５００と同様の利点を得ることができる。
これに加え、電源供給切替装置６００はコンセントに対して着脱可能であるため、取り扱い性に優れ、また、既存の電源設備に適用できるため、好ましい。
Thus, according to the power
In addition, since the power
さらに、本実施形態の電源供給切替装置６００は、第五実施形態のコンセント５００と同様の用途に用いることができる。
Furthermore, the power
また、本実施形態の電源供給切替装置６００は、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更して実施してもよい。
さらに、第一実施形態、第二実施形態、第五実施形態と同様に変更して実施することも可能である。
Further, the power
Furthermore, it is also possible to change and implement similarly to the first embodiment, the second embodiment, and the fifth embodiment.
［太陽電池］
本発明のスイッチ装置に備えさせる太陽電池は本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意であるが、通常は、太陽電池の耐久性、発電効率、コスト等に鑑み、以下に説明する薄膜太陽電池を用いることが好ましい。
図１３は薄膜太陽電池の構成の一実施形態を模式的に示す断面図である。図１３に示すように、薄膜太陽電池７００は、耐候性保護フィルム７０１と、紫外線カットフィルム７０２と、ガスバリアフィルム７０３と、ゲッター材フィルム７０４と、封止材７０５と、太陽電池素子７０６と、封止材７０７と、ゲッター材フィルム７０８と、ガスバリアフィルム７０９と、バックシート７１０とをこの順に備え、更に、耐候性保護フィルム７０１とバックシート７１０の縁部をシールするシール材７１１を備えている。そして、耐候性保護フィルム７０１が形成された側（図中下方）から光が照射されて、太陽電池素子７０６が発電するようになっている。なお、後述するバックシート７１０としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム７０８及び／又はガスバリアフィルム７０９を用いなくてもよい。
[Solar cell]
The solar cell to be provided in the switch device of the present invention is arbitrary within a range not departing from the gist of the present invention, but normally, in view of the durability, power generation efficiency, cost, etc. of the solar cell, the thin film solar cell described below is used. It is preferable to use it.
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the configuration of the thin film solar cell. As shown in FIG. 13, the thin-film
・耐候性保護フィルム７０１
耐候性保護フィルム７０１は天候変化から太陽電池素子７０６を保護するフィルムである。
太陽電池素子７０６の構成部品のなかには、温度変化、湿度変化、自然光、風雨による侵食などにより劣化するものがある。そこで、耐候性保護フィルム７０１で太陽電池素子７０６を覆うことにより、太陽電池素子７０６等を天候変化などから保護し、発電能力を高く維持するようにしている。
・ Weather-resistant
The weather-resistant
Some components of the
耐候性保護フィルム７０１は、薄膜太陽電池７００の最表層に位置するため、耐候性、耐熱性、透明性、撥水性、耐汚染性、機械強度などの、薄膜太陽電池７００の表面被覆材として好適な性能を備え、しかもそれを屋外暴露において長期間維持する性質を有することが好ましい。
Since the weather-resistant
また、耐候性保護フィルム７０１は、太陽電池素子７０６の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、特に好ましくは９５％である。
In addition, the weather-resistant
さらに、薄膜太陽電池７００は光を受けて熱せられることが多いため、耐候性保護フィルム７０１も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、耐候性保護フィルム７０１の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池７００の使用時に耐候性保護フィルム７０１が融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the thin film
耐候性保護フィルム７０１を構成する材料は、天候変化から太陽電池素子７０６を保護することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリル系樹脂、各種ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
中でも好ましくはフッ素系樹脂が挙げられ、その具体例を挙げるとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４−フッ化エチレン−パークロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）、４−フッ化エチレン−６−フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、２−エチレン−４−フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリ３−フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。
なお、耐候性保護フィルム７０１は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、耐候性保護フィルム７０１は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
The material which comprises the weather-resistant
Among them, fluorine resin is preferable, and specific examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE), 4-fluoroethylene-perchloroalkoxy copolymer (PFA), 4-fluoroethylene-6-fluoride. Propylene copolymer (FEP), 2-ethylene-4-fluoroethylene copolymer (ETFE), poly-3-fluoroethylene chloride (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. Can be mentioned.
In addition, the weather-resistant
耐候性保護フィルム７０１の厚みは特に規定されないが、通常１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
The thickness of the weather-resistant
また耐候性保護フィルム７０１には、他のフィルムとの接着性の改良のために、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行なってもよい。
耐候性保護フィルム７０１は、薄膜太陽電池７００においてできるだけ外側に設けることが好ましい。薄膜太陽電池７００の構成部材のうちより多くのものを保護できるようにするためである。
The weatherproof
The weatherproof
・紫外線カットフィルム７０２
紫外線カットフィルム７０２は紫外線の透過を防止するフィルムである。
薄膜太陽電池７００の構成部品のなかには紫外線により劣化するものがある。また、ガスバリアフィルム７０３，７０９などは種類によっては紫外線により劣化するものがある。そこで、紫外線カットフィルム７０２を薄膜太陽電池７００の受光部分に設け、紫外線カットフィルム７０２で太陽電池素子７０６の受光面７０６ａを覆うことにより、太陽電池素子７０６及び必要に応じてガスバリアフィルム７０３，７０９等を紫外線から保護し、発電能力を高く維持することができるようになっている。
・
The
Some components of the thin film
紫外線カットフィルム７０２に要求される紫外線の透過抑制能力の程度は、紫外線（例えば、波長３００ｎｍ）の透過率が５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、特に好ましくは１０％以下である。
The degree of the ability to suppress the transmission of ultraviolet rays required for the
また、紫外線カットフィルム７０２は、太陽電池素子７０６の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、特に好ましくは９５％以上である。
In addition, the
さらに、薄膜太陽電池７００は光を受けて熱せられることが多いため、紫外線カットフィルム７０２も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、紫外線カットフィルム７０２の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点が低すぎると薄膜太陽電池７００の使用時に紫外線カットフィルム７０２が融解する可能性がある。
Furthermore, since the thin film
また、紫外線カットフィルム７０２は、柔軟性が高く、隣接するフィルムとの接着性が良好であり、水蒸気や酸素をカットしうるものが好ましい。
In addition, the
紫外線カットフィルム７０２を構成する材料は、紫外線の強度を弱めることができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エステル系の樹脂に紫外線吸収剤を配合して成膜したフィルムなどが挙げられる。また、紫外線吸収剤を樹脂中に分散あるいは溶解させたものの層（以下、適宜「紫外線吸収層」という）を基材フィルム上に形成したフィルムを用いても良い。
The material constituting the
紫外線吸収剤としては、例えば、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾル系、シアノアクリレート系のものを用いることができる。中でもベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系が好ましい。この例としては、ベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系の種々の芳香族系有機化合物などが挙げられる。 As the ultraviolet absorber, for example, a salicylic acid-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, or cyanoacrylate-based one can be used. Of these, benzophenone and benzotriazole are preferable. Examples of this include various aromatic organic compounds such as benzophenone and benzotriazole.
ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤の例を挙げると、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ドデシルオキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン、ビス（２−メトキシ−４−ヒドロキシ−５−ベンゾフェノン）メタンなどが挙げられる。 Examples of benzophenone-based UV absorbers include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-dodecyloxybenzophenone, 2, 2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone, bis (2-methoxy-4-hydroxy-5- Benzophenone) methane and the like.
また、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤の例を挙げると、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ・ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ・ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ・ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−｛２’−ヒドロキシ−３’−（３”，４”，５”，６”−テトラヒドロフタルイミドメチル）−５’−メチルフェニル｝ベンゾトリアゾール、２，２−メチレンビス｛４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール｝などが挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Examples of benzotriazole ultraviolet absorbers include 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole and 2- (2′-hydroxy-5′-tert-butylphenyl) benzotriazole. 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-tert-butyl-5-methylphenyl) -5-chlorobenzo Triazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-amylphenyl) ) Benzotriazole, 2- {2′-hydroxy-3 ′-(3 ″, 4 ″, 5 ″, 6 ″ -tetrahydrophthalimidomethyl) -5′-me Butylphenyl} benzotriazole, 2,2- methylenebis {4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl)-6-(2H-benzotriazol-2-yl) phenol}, and the like. In addition, a ultraviolet absorber may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
前記したように、紫外線吸収フィルムとしては紫外線吸収層を基材フィルム上に形成したフィルムを用いることもできる。このようなフィルムは、例えば、紫外線吸収剤を含む塗布液を基材フィルム上に塗布し、乾燥させることで作製できる。 As described above, a film in which an ultraviolet absorbing layer is formed on a base film can be used as the ultraviolet absorbing film. Such a film can be produced, for example, by applying a coating solution containing an ultraviolet absorber on a substrate film and drying it.
基材フィルムの材質は特に限定されないが、耐熱性、柔軟性のバランスが良好なフィルムが得られる点で、例えばポリエステルが挙げられる。
塗布は任意の方法で行うことができる。例えば、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法などが挙げられる。また、これらの方法は１種を単独で行なってもよく、２種以上を任意に組み合わせて行うこともできる。
Although the material of a base film is not specifically limited, For example, polyester is mentioned at the point from which the balance of heat resistance and a softness | flexibility is obtained.
Application | coating can be performed by arbitrary methods. Examples include reverse roll coating, gravure coating, kiss coating, roll brushing, spray coating, air knife coating, wire barber coating, pipe doctor method, impregnation / coating method, curtain coating method and the like. In addition, these methods may be performed alone or in any combination of two or more.
塗布液に用いる溶剤は、紫外線吸収剤を均一に溶解あるいは分散できるものであれば特に限定されない。例えば液状の樹脂を溶剤として用いることができ、その例を挙げると、ポリエステル系、アクリル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系、ポリスチレン系などの各種合成樹脂などが挙げられる。また、例えば、ゼラチン、セルロース誘導体などの天然高分子；水、水とエタノール等のアルコール混合溶液なども溶剤として用いることができる。
さらに、溶剤として有機溶剤を使用してもよい。有機溶剤を使用すれば、色素や樹脂を溶解または分散させることが可能となり、塗工性を向上させることが可能となる。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類；酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソホロン、ジアセトンアルコール等のケトン類などが挙げられる。
なお、溶剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
The solvent used in the coating solution is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the UV absorber. For example, a liquid resin can be used as a solvent, and examples thereof include various synthetic resins such as polyester, acrylic, polyamide, polyurethane, polyolefin, polycarbonate, and polystyrene. Further, for example, natural polymers such as gelatin and cellulose derivatives; water, alcohol mixed solutions of water and ethanol, and the like can also be used as the solvent.
Further, an organic solvent may be used as the solvent. If an organic solvent is used, it becomes possible to dissolve or disperse the pigment and the resin, and to improve the coatability. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol and ethanol; glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol; esters such as ethyl acetate, isopropyl acetate and n-butyl acetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclohexane Examples thereof include ketones such as pentanone, isophorone and diacetone alcohol.
In addition, 1 type may be used for a solvent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
塗布液にはさらに界面活性剤も含有させてもよい。界面活性剤の使用により、紫外線吸収色素の樹脂への分散性が向上する。これにより、紫外線吸収層において、微小な泡によるヌケ、異物などの付着による凹み、乾燥工程でのハジキなどの発生が抑制される。
界面活性剤としては、公知の界面活性剤（カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤）を用いることができる。中でも、シリコン系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤が好ましい。その具体例を挙げると、シリコン系界面活性剤としては、アミノシラン、アクリルシラン、ビニルベンジルシラン等のシラン化合物；ポリジメチルシロキサン、ポリアルコキシシロキサン等のシロキサン化合物；などが挙げられる。一方、フッ素系界面活性剤としては、例えば４フッ化エチレン；パーフルオロアルキルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸アミド等のパーフルオロアルキル化合物などが挙げられる。なお、界面活性剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
The coating solution may further contain a surfactant. Use of the surfactant improves the dispersibility of the ultraviolet absorbing dye in the resin. Thereby, in an ultraviolet absorption layer, generation | occurrence | production of the dent by adhesion of foreign matters etc. by a micro bubble, the repelling in a drying process, etc. are suppressed.
Known surfactants (cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants) can be used as the surfactant. Among these, a silicon-based surfactant or a fluorine-based surfactant is preferable. Specific examples thereof include silicon surfactants such as silane compounds such as aminosilane, acrylic silane, and vinylbenzyl silane; siloxane compounds such as polydimethylsiloxane and polyalkoxysiloxane. On the other hand, examples of the fluorine-based surfactant include tetrafluoroethylene; perfluoroalkyl compounds such as perfluoroalkylammonium salt and perfluoroalkylsulfonic acid amide. In addition, 1 type may be used for surfactant and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
なお、塗布液を基材フィルムに塗布した後の乾燥は、例えば熱風乾燥、赤外線ヒーターによる乾燥など、公知の乾燥方法が採用できる。中でも、乾燥速度が速い熱風乾燥が好適である。 In addition, the drying after apply | coating a coating liquid to a base film can employ | adopt well-known drying methods, such as hot air drying and drying by an infrared heater, for example. Among these, hot air drying with a high drying speed is preferable.
紫外線カットフィルム７０２の具体的な商品の例を挙げると、カットエース（ＭＫＶプラスティック株式会社）などが挙げられる。
なお、紫外線カットフィルム７０２は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、紫外線カットフィルム７０２は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
Examples of specific products of the
The
紫外線カットフィルム７０２の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることで紫外線の吸収が高まる傾向にあり、薄くすることで可視光の透過率を増加させられる傾向にある。
The thickness of the
紫外線カットフィルム７０２は、太陽電池素子７０６の受光面７０６ａの少なくとも一部を覆う位置に設ければよいが、好ましくは太陽電池素子７０６の受光面７０６ａの全てを覆う位置に設ける。
ただし、太陽電池素子７０６の受光面７０６ａを覆う位置以外の位置にも紫外線カットフィルム７０２が設けられていてもよい。
The
However, the
・ガスバリアフィルム７０３
ガスバリアフィルム７０３は水及び酸素の透過を防止するフィルムである。
太陽電池素子７０６は湿気及び酸素に弱い傾向があり、特に、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明電極や、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子が水分及び酸素により劣化することがある。そこで、ガスバリアフィルム７０３で太陽電池素子７０６を被覆することにより、太陽電池素子７０６を水及び酸素から保護し、発電能力を高く維持することができる。
・
The
The
ガスバリアフィルム７０３に要求される防湿能力の程度は、太陽電池素子７０６の種類などに応じて様々である。例えば、太陽電池素子７０６が化合物半導体系太陽電池素子である場合には、単位面積（１ｍ２）の１日あたりの水蒸気透過率が、１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましく、１×１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることがより好ましく、１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが更に好ましく、１×１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが中でも好ましく、１×１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることがとりわけ好ましく、１×１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが特に好ましい。また、太陽電池素子７０６が有機太陽電池素子である場合には、単位面積（１ｍ２）の１日あたりの水蒸気透過率が、１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましく、１×１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることがより好ましく、１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが更に好ましく、１×１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが中でも好ましく、１×１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることがとりわけ好ましく、１×１０−６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが特に好ましい。水蒸気が透過しなければしないほど、太陽電池素子７０６及び当該素子６のＺｎＯ：Ａｌ等の透明電極の水分との反応に起因する劣化が抑えられるので、発電効率が上がると共に寿命が延びる。
The degree of moisture resistance required for the
ガスバリアフィルム７０３に要求される酸素透過性の程度は、太陽電池素子７０６の種類などに応じて様々である。例えば、太陽電池素子７０６が化合物半導体系太陽電池素子である場合には、単位面積（１ｍ２）の１日あたりの酸素透過率が、１×１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが好ましく、１×１０−２ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがより好ましく、１×１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが更に好ましく、１×１０−４ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが中でも好ましく、１×１０−５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがとりわけ好ましく、１×１０−６ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが特に好ましい。また、例えば、太陽電池素子７０６が有機太陽電池素子である場合には、単位面積（１ｍ２）の１日あたりの酸素透過率が、１×１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが好ましく、１×１０−２ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがより好ましく、１×１０−３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが更に好ましく、１×１０−４ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが中でも好ましく、１×１０−５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることがとりわけ好ましく、１×１０−６ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であることが特に好ましい。酸素が透過しなければしないほど、太陽電池素子７０６及び当該素子６のＺｎＯ：Ａｌ等の透明電極の酸化による劣化が抑えられる。
The degree of oxygen permeability required for the
従来はこのように高い防湿及び酸素遮断能力を有するガスバリアフィルム７０３の実装が困難であったため、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子のように優れた太陽電池素子を備えた太陽電池を実現することが困難であったが、このようなガスバリアフィルム７０３を適用することにより化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子等の優れた性質を活かした薄膜太陽電池７００の実施が容易となる。
Conventionally, it has been difficult to mount the
また、ガスバリアフィルム７０３は、太陽電池素子７０６の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは７５％以上、更に好ましくは８０％以上、中でも好ましくは８５％以上、とりわけ好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、その中でも特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
In addition, the
さらに、薄膜太陽電池７００は光を受けて熱せられることが多いため、ガスバリアフィルム７０３も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ガスバリアフィルム７０３の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池７００の使用時にガスバリアフィルム７０３が融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the thin film
ガスバリアフィルム７０３の具体的な構成は、太陽電池素子７０６を水から保護できる限り任意である。ただし、ガスバリアフィルム７０３を透過しうる水蒸気や酸素の量を少なくできるフィルムほど製造コストが高くなるため、これらの点を総合的に勘案して適切なものを使用することが好ましい。
以下、ガスバリアフィルム７０３の構成について、例を挙げて説明する。
The specific configuration of the
Hereinafter, the configuration of the
ガスバリアフィルム７０３の構成として好ましいものは２例が挙げられる。
一つ目の例は、プラスチックフィルム基材に無機バリア層を配置したフィルムである。この際、無機バリア層は、プラスチックフィルム基材の片面のみに形成してもよいし、プラスチックフィルム基材の両面に形成してもよい。両面に形成するときは、両面に形成する無機バリア層の数が、それぞれ一致していていもよく、異なっていてもよい。
Two examples are preferable as the configuration of the
The first example is a film in which an inorganic barrier layer is disposed on a plastic film substrate. In this case, the inorganic barrier layer may be formed only on one side of the plastic film substrate, or may be formed on both sides of the plastic film substrate. When forming on both surfaces, the number of inorganic barrier layers formed on both surfaces may be the same or different.
二つ目の例は、プラスチックフィルム基材に、無機バリア層とポリマー層とが互いに隣接して配置された２層からなるユニット層が形成されたフィルムである。この際、無機バリア層とポリマー層とが互いに隣接して配置された２層からなるユニット層を１単位として、このユニット層が１単位（無機バリア層１層とポリマー層１層を合わせて１単位の意味）のみを形成しても良いが、２単位以上形成しても良い。例えば２〜５単位、積層してもよい。 The second example is a film in which a unit layer composed of two layers in which an inorganic barrier layer and a polymer layer are arranged adjacent to each other is formed on a plastic film substrate. At this time, a unit layer composed of two layers in which an inorganic barrier layer and a polymer layer are arranged adjacent to each other is regarded as one unit, and this unit layer is composed of one unit (one inorganic barrier layer and one polymer layer are combined into one unit). (Meaning of unit) may be formed, but two or more units may be formed. For example, 2 to 5 units may be laminated.
ユニット層は、プラスチックフィルム基材の片面のみに形成してもよいし、プラスチックフィルム基材の両面に形成してもよい。両面に形成するときは、両面に形成する無機バリア層及びポリマー層の数が、それぞれ一致していていもよく、異なっていてもよい。また、プラスチックフィルム基材上にユニット層を形成する場合、無機バリア層を形成してからその上にポリマー層を形成してもよいし、ポリマー層を形成してから無機バリア層を形成してもよい。 The unit layer may be formed only on one side of the plastic film substrate, or may be formed on both sides of the plastic film substrate. When forming on both surfaces, the numbers of inorganic barrier layers and polymer layers formed on both surfaces may be the same or different. In addition, when forming a unit layer on a plastic film substrate, an inorganic barrier layer may be formed and then a polymer layer may be formed thereon, or after forming a polymer layer and forming an inorganic barrier layer. Also good.
（プラスチックフィルム基材）
ガスバリアフィルム７０３に使用されるプラスチックフィルム基材は、上記の無機バリア層及びポリマー層を保持しうるフィルムであれば特に制限はなく、ガスバリアフィルム７０３の使用目的等から適宜選択することができる。
(Plastic film substrate)
The plastic film substrate used for the
プラスチックフィルム基材の材料の例を挙げると、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、アクリロイル化合物等の熱可塑性樹脂などが挙げられる。 Examples of plastic film base materials include polyester resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide resin, fluorinated polyimide resin, polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, polyamideimide. Resin, polyetherimide resin, cellulose acylate resin, polyurethane resin, polyether ether ketone resin, polycarbonate resin, alicyclic polyolefin resin, polyarylate resin, polyether sulfone resin, polysulfone resin, cycloolefin copolymer, fluorene ring modified polycarbonate Examples thereof include thermoplastic resins such as resins, alicyclic modified polycarbonate resins, and acryloyl compounds.
これら樹脂のうち、好ましい例としては、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、アクリロイル化合物が挙げられる。また、スピロビインダン、スピロビクロマンを含む縮合ポリマーを用いるのも好ましい。ポリエステル樹脂の中でも、二軸延伸を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、同じく二軸延伸したポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は、熱的寸度安定性に優れるため、プラスチックフィルム基材として好ましく用いられる。
なおプラスチックフィルム基材の材料は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Among these resins, preferred examples include polyester resins, polyarylate resins, polyethersulfone resins, fluorene ring-modified polycarbonate resins, alicyclic modified polycarbonate resins, and acryloyl compounds. It is also preferable to use a condensation polymer containing spirobiindane or spirobichroman. Among the polyester resins, biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) and biaxially stretched polyethylene naphthalate (PEN) are preferably used as a plastic film substrate because they are excellent in thermal dimensional stability.
In addition, 1 type may be used for the material of a plastic film base material, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
プラスチックフィルム基材の厚みは特に規定されないが、通常１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。 The thickness of the plastic film substrate is not particularly defined, but is usually 10 μm or more, preferably 15 μm or more, more preferably 20 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 180 μm or less, more preferably 150 μm or less. Increasing the thickness tends to increase mechanical strength, and decreasing the thickness tends to increase flexibility.
プラスチックフィルム基材は、太陽電池素子７０６の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは７５％以上、更に好ましくは８０％以上、中でも好ましくは８５％以上、とりわけ好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、その中でも特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
The plastic film substrate is preferably one that transmits visible light from the viewpoint of not hindering the light absorption of the
プラスチックフィルム基材には、無機バリア層との密着性向上のため、アンカーコート剤の層（アンカーコート層）を形成してもよい。通常、アンカーコート層はアンカーコート剤を塗布して形成される。アンカーコート剤としては、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート含有樹脂及びこれらの共重合体などが挙げられる。中でも、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂の１種類以上と、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート基含有樹脂の１種類以上とを組み合わせたものが好ましい。なお、アンカーコート剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 An anchor coat agent layer (anchor coat layer) may be formed on the plastic film substrate in order to improve adhesion to the inorganic barrier layer. Usually, the anchor coat layer is formed by applying an anchor coat agent. Examples of the anchor coating agent include polyester resins, urethane resins, acrylic resins, oxazoline group-containing resins, carbodiimide group-containing resins, epoxy group-containing resins, isocyanate-containing resins, and copolymers thereof. Among these, a combination of at least one of a polyester resin, a urethane resin, and an acrylic resin and at least one of an oxazoline group-containing resin, a carbodiimide group-containing resin, an epoxy group-containing resin, and an isocyanate group-containing resin is preferable. In addition, an anchor coat agent may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
アンカーコート層の厚さは、通常０．００５μｍ以上、好ましくは０．０１μｍ以上であり、通常５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。この範囲の上限値以下の厚さであれば滑り性が良好であり、アンカーコート層自体の内部応力によるプラスチックフィルム基材からの剥離もほとんどない。また、この範囲の下限値以上の厚さであれば、均一な厚さを保つことができ好ましい。
また、プラスチックフィルム基材へのアンカーコート剤の塗布性、接着性を改良するため、アンカーコート剤の塗布前に、プラスチックフィルム基材に通常の化学処理、放電処理などの表面処理を施してもよい。
The thickness of the anchor coat layer is usually 0.005 μm or more, preferably 0.01 μm or more, and usually 5 μm or less, preferably 1 μm or less. If the thickness is less than or equal to the upper limit of this range, the slipperiness is good, and there is almost no peeling from the plastic film substrate due to the internal stress of the anchor coat layer itself. Moreover, if it is the thickness more than the lower limit of this range, a uniform thickness can be maintained and it is preferable.
Also, in order to improve the applicability and adhesion of the anchor coating agent to the plastic film substrate, the plastic film substrate may be subjected to a surface treatment such as normal chemical treatment or electric discharge treatment before application of the anchor coating agent. Good.
（無機バリア層）
無機バリア層は通常は金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物により形成される層である。なお、無機バリア層を形成する金属酸化物、窒化物及び酸化窒化物は、１種でもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
金属酸化物としては、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｔａ等の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物などが挙げられる。中でも、高いバリア性と高透明性とを両立させるために、酸化アルミニウムまたは酸化珪素を含むことが好ましく、特に水分の透過性、光線透過性の観点から、酸化珪素を含むことが好ましい。
(Inorganic barrier layer)
The inorganic barrier layer is usually a layer formed of a metal oxide, nitride or oxynitride. In addition, the metal oxide, nitride, and oxynitride which form an inorganic barrier layer may be 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
Examples of the metal oxide include oxides such as Si, Al, Mg, In, Ni, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, and Ta, nitrides, and oxynitrides. Among these, in order to achieve both high barrier properties and high transparency, it is preferable to include aluminum oxide or silicon oxide, and it is particularly preferable to include silicon oxide from the viewpoint of moisture permeability and light transmittance.
各々の金属原子と酸素原子との比率も任意であるが、無機バリア層の透明度を向上させ着色を防ぐためには、酸素原子の比率が酸化物の化学量論的な比率から極端に少なくないことが望ましい。一方、無機バリア層の緻密性を向上させバリア性を高くするためには、酸素原子を少なくすることが望ましい。この観点から、例えば金属酸化物としてＳｉＯｘを用いる場合には前記ｘの値は１．５〜１．８が特に好ましい。また、例えば金属酸化物としてＡｌＯｘを用いる場合には前記ｘの値は１．０〜１．４が特に好ましい。 The ratio of each metal atom to oxygen atom is also arbitrary, but in order to improve the transparency of the inorganic barrier layer and prevent coloring, the oxygen atom ratio should be extremely small from the stoichiometric ratio of the oxide. Is desirable. On the other hand, in order to improve the denseness of the inorganic barrier layer and increase the barrier property, it is desirable to reduce oxygen atoms. From this viewpoint, for example, when SiO x is used as the metal oxide, the value of x is particularly preferably 1.5 to 1.8. For example, when AlO x is used as the metal oxide, the value of x is particularly preferably 1.0 to 1.4.
また、２種以上の金属酸化物より無機バリア層を構成する場合、金属酸化物としては酸化アルミニウムおよび酸化珪素を含むことが望ましい。中でも無機バリア層が酸化アルミニウムおよび酸化珪素からなる場合、無機バリア層中のアルミニウムとケイ素との比率は任意に設定することができるが、Ｓｉ／Ａｌの比率は、通常１／９以上、好ましくは２／８以上であり、また、通常９／１以下、好ましくは２／８以下である。 Moreover, when an inorganic barrier layer is comprised from 2 or more types of metal oxides, it is desirable to contain aluminum oxide and silicon oxide as a metal oxide. Among them, when the inorganic barrier layer is made of aluminum oxide and silicon oxide, the ratio of aluminum to silicon in the inorganic barrier layer can be arbitrarily set, but the ratio of Si / Al is usually 1/9 or more, preferably 2/8 or more, and usually 9/1 or less, preferably 2/8 or less.
無機バリア層の厚みを厚くするとバリア性が高まる傾向にあるが、曲げた際にクラックを生じにくくし割れを防ぐためには、厚みを薄くすることが望ましい。そこで無機バリア層の適正な厚みとしては、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以下である。 When the thickness of the inorganic barrier layer is increased, the barrier property tends to be increased. However, it is desirable to reduce the thickness in order to prevent cracking and prevent cracking when bent. Therefore, the appropriate thickness of the inorganic barrier layer is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 1000 nm or less, preferably 200 nm or less.
無機バリア層の成膜方法に制限は無いが、一般的にスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法などで行うことができる。例えばスパッタリング法では１種類のあるいは複数の金属ターゲットと酸素ガスを原料とし、プラズマを用いた反応性スパッタ方式で形成することができる。 Although there is no restriction | limiting in the film-forming method of an inorganic barrier layer, Generally, it can carry out by sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, plasma CVD method etc. For example, the sputtering method can be formed by a reactive sputtering method using plasma using one or more metal targets and oxygen gas as raw materials.
（ポリマー層）
ポリマー層にはいずれのポリマーでも使用することができ、例えば真空チャンバー内で成膜できるものも用いることができる。なお、ポリマー層を構成するポリマーは、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(Polymer layer)
Any polymer can be used for the polymer layer, and for example, a film that can be formed in a vacuum chamber can be used. In addition, the polymer which comprises a polymer layer may use 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
前記ポリマーを与える化合物としては多種多様なものを用いることができるが、例えば以下の（ｉ）〜（ｖｉｉ）のようなものが例示される。なお、モノマーは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 A wide variety of compounds can be used as the compound that gives the polymer, and examples include the following (i) to (vii). In addition, 1 type may be used for a monomer and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
（ｉ）例えばヘキサメチルジシロキサン等のシロキサンが挙げられる。ヘキサメチルジシロキサンを用いる場合のポリマー層の形成方法の例を挙げると、ＲＦ電極を用いた平行平板型のプラズマ装置にヘキサメチルジシロキサンを蒸気として導入し、プラズマ中で重合反応を起こさせ、プラスチックフィルム基材上に堆積させることでポリマー層をポリシロキサン薄膜として形成できる。 (I) Examples include siloxanes such as hexamethyldisiloxane. An example of a method for forming a polymer layer in the case of using hexamethyldisiloxane is to introduce hexamethyldisiloxane as a vapor into a parallel plate type plasma apparatus using an RF electrode, to cause a polymerization reaction in the plasma, The polymer layer can be formed as a polysiloxane thin film by being deposited on a plastic film substrate.
（ｉｉ）例えばジパラキシリレン等のパラキシリレンが挙げられる。ジパラキシリレンを用いる場合のポリマー層の形成方法の例を挙げると、まず高真空中でジパラキシリレンの蒸気を６５０℃〜７００℃で加熱することで熱分解させて熱ラジカルを発生させる。そして、そのラジカルモノマー蒸気をチャンバー内に導いて、プラスチックフィルム基材への吸着させると同時にラジカル重合反応を進行させてポリパラキシリレンを堆積させることでポリマー層を形成できる。 (Ii) Examples include paraxylylene such as diparaxylylene. As an example of a method for forming a polymer layer in the case of using diparaxylylene, first, the vapor of diparaxylylene is heated at 650 ° C. to 700 ° C. in a high vacuum to generate thermal radicals. And the polymer layer can be formed by guiding the radical monomer vapor into the chamber and adsorbing it on the plastic film substrate, and at the same time proceeding radical polymerization reaction to deposit polyparaxylylene.
（ｉｉｉ）例えば二種のモノマーを交互に繰り返し付加重合させることができるモノマーが挙げられる。これにより得られるポリマーは重付加ポリマーである。重付加ポリマーとしては、例えば、ポリウレタン（ジイソシアナート／グリコール）、ポリ尿素（ジイソシアナート／ジアミン）、ポリチオ尿素（ジチオイソシアナート／ジアミン）、ポリチオエーテルウレタン（ビスエチレンウレタン／ジチオール）、ポリイミン（ビスエポキシ／第一アミン）、ポリペプチドアミド（ビスアゾラクトン／ジアミン）、ポリアミド（ジオレフィン／ジアミド）などが挙げられる。 (Iii) For example, a monomer capable of alternately repeating addition polymerization of two kinds of monomers can be mentioned. The polymer thus obtained is a polyaddition polymer. Examples of the polyaddition polymer include polyurethane (diisocyanate / glycol), polyurea (diisocyanate / diamine), polythiourea (dithioisocyanate / diamine), polythioether urethane (bisethyleneurethane / dithiol), polyimine ( Bisepoxy / primary amine), polypeptide amide (bisazolactone / diamine), polyamide (diolefin / diamide) and the like.
（ｉｖ）例えばアクリレートモノマーが挙げられる。アクリレートモノマーには単官能、２官能、多官能のアクリレートモノマーがあるが、いずれを用いてもよい。ただし、適切な蒸発速度、硬化度、硬化速度等を得るために、前記のアクリレートモノマーを２種以上組み合わせて併用することが好ましい。
また、単官能アクリレートモノマーとしては、例えば脂肪族アクリレートモノマー、脂環式アクリレートモノマー、エーテル系アクリレートモノマー、環状エーテル系アクリレートモノマー、芳香族系アクリレートモノマー、水酸基含有アクリレートモノマー、カルボキシ基含有アクリレートモノマー等があるが、いずれも用いることができる。
(Iv) Examples include acrylate monomers. The acrylate monomer includes monofunctional, bifunctional, and polyfunctional acrylate monomers, and any of them may be used. However, in order to obtain an appropriate evaporation rate, degree of cure, cure rate, and the like, it is preferable to use a combination of two or more of the above acrylate monomers.
Examples of monofunctional acrylate monomers include aliphatic acrylate monomers, alicyclic acrylate monomers, ether acrylate monomers, cyclic ether acrylate monomers, aromatic acrylate monomers, hydroxyl group-containing acrylate monomers, carboxy group-containing acrylate monomers, and the like. There are, but any can be used.
（ｖ）例えばエポキシ系やオキセタン系等の、光カチオン硬化ポリマーが得られるモノマーが挙げられる。エポキシ系モノマーとしては、例えば、脂環式エポキシ系モノマー、２官能性モノマー、多官能性オリゴマーなどが挙げられる。また、オキセタン系モノマーとしては、例えば、単官能オキセタン、２官能オキセタン、シルセスキオキサン構造を有するオキセタン等が挙げられる。 (V) Monomers capable of obtaining a photocationically cured polymer, such as epoxy and oxetane, are exemplified. As an epoxy-type monomer, an alicyclic epoxy-type monomer, a bifunctional monomer, a polyfunctional oligomer etc. are mentioned, for example. Examples of the oxetane monomer include monofunctional oxetane, bifunctional oxetane, and oxetane having a silsesquioxane structure.
（ｖｉ）例えば酢酸ビニルが挙げられる。モノマーとして酢酸ビニルを用いると、その重合体をケン化することでポリビニルアルコールが得られ、このポリビニルアルコールをポリマーとして使用できる。 (Vi) An example is vinyl acetate. When vinyl acetate is used as a monomer, polyvinyl alcohol is obtained by saponifying the polymer, and this polyvinyl alcohol can be used as a polymer.
（ｖｉｉ）例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸などが挙げられる。これらは、エチレンとの共重合体を構成させ、この共重合体をポリマーとして使用できる。さらに、これらの混合物、あるいはグリシジルエーテル化合物を混合した混合物、さらにはエポキシ化合物との混合物もポリマーとして用いることができる。 (Vii) Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, monomethyl maleate, monoethyl maleate, maleic anhydride, and itaconic anhydride. These constitute a copolymer with ethylene, and the copolymer can be used as a polymer. Furthermore, a mixture thereof, a mixture obtained by mixing glycidyl ether compounds, and a mixture with an epoxy compound can also be used as the polymer.
前記のモノマーを重合してポリマーを生成させる際、モノマーの重合方法に制限は無い。ただし、通常は、モノマーを含む組成物を塗布または蒸着して成膜した後で重合を行うようにする。重合方法の例を挙げると、熱重合開始剤を用いたときはヒーター等による接触加熱；赤外線、マイクロ波等の放射加熱；などにより重合を開始させる。また、光重合開始剤を用いたときは活性エネルギー線を照射して重合を開始させる。活性エネルギー線を照射する場合には様々な光源を使用することができ、例えば、水銀アークランプ、キセノンアークランプ、蛍光ランプ、炭素アークランプ、タングステンーハロゲン輻射ランプおよび日光による照射光などを用いることができる。また、電子線照射や大気圧プラズマ処理を行うこともできる。 There is no restriction | limiting in the polymerization method of a monomer when superposing | polymerizing the said monomer and producing | generating a polymer. However, the polymerization is usually carried out after a composition containing a monomer is applied or deposited to form a film. As an example of the polymerization method, when a thermal polymerization initiator is used, the polymerization is started by contact heating with a heater or the like; radiation heating with infrared rays, microwaves or the like; Moreover, when a photoinitiator is used, an active energy ray is irradiated and polymerization is started. Various light sources can be used when irradiating active energy rays, such as mercury arc lamps, xenon arc lamps, fluorescent lamps, carbon arc lamps, tungsten-halogen radiation lamps, and sunlight irradiation light. Can do. Further, electron beam irradiation or atmospheric pressure plasma treatment can also be performed.
ポリマー層の形成方法は、例えば、塗布法、真空成膜法等が挙げられる。
塗布法でポリマー層を形成する場合、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、カーテンフローコート、スプレーコート、バーコート等の方法を用いることができる。また、ポリマー層形成用の塗布液をミスト状で塗布するようにしてもよい。この場合の液滴の平均粒径は適切な範囲に調整すればよく、例えば重合性モノマーを含有する塗布液をミスト状でプラスチックフィルム基材上に成膜して形成する場合には、液滴の平均粒径は５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。
他方、真空成膜法でポリマー層を形成する場合、例えば、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が挙げられる。
Examples of the method for forming the polymer layer include a coating method and a vacuum film forming method.
When the polymer layer is formed by a coating method, for example, methods such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, curtain flow coating, spray coating, and bar coating can be used. Moreover, you may make it apply | coat the coating liquid for polymer layer formation in mist form. In this case, the average particle size of the droplets may be adjusted to an appropriate range. For example, when forming a coating liquid containing a polymerizable monomer in the form of a mist on a plastic film substrate, the droplets The average particle size of is 5 μm or less, preferably 1 μm or less.
On the other hand, when forming a polymer layer by a vacuum film-forming method, film-forming methods, such as vapor deposition and plasma CVD, are mentioned, for example.
ポリマー層の厚みについては特に限定はないが、通常１０ｎｍ以上であり、また、通常５０００ｎｍ以下、好ましくは２０００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下である。ポリマー層の厚みを厚くすることで、厚みの均一性が得やすくなり無機バリア層の構造欠陥を効率よくポリマー層で埋めることができ、バリア性が向上する傾向にある。また、ポリマー層の厚みを薄くする事で、曲げ等の外力によりポリマー層自身がクラックを発生しにくくなるためバリア性が向上しうる。 The thickness of the polymer layer is not particularly limited, but is usually 10 nm or more, and is usually 5000 nm or less, preferably 2000 nm or less, more preferably 1000 nm or less. By increasing the thickness of the polymer layer, the uniformity of the thickness can be easily obtained, and structural defects of the inorganic barrier layer can be efficiently filled with the polymer layer, and the barrier property tends to be improved. In addition, by reducing the thickness of the polymer layer, the barrier property can be improved because the polymer layer itself is less likely to crack due to an external force such as bending.
中でも好適なガスバリアフィルム７０３としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）或いはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の基材フィルムにＳｉＯｘを真空蒸着したフィルムなどが挙げられる。
なお、ガスバリアフィルム７０３は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、ガスバリアフィルム７０３は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
Among them, a suitable
Note that the
ガスバリアフィルム７０３の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることでガスバリア性が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた可視光の透過率が向上する傾向にある。
The thickness of the
ガスバリアフィルム７０３は、太陽電池素子７０６を被覆して湿気及び酸素から保護できればその形成位置に制限は無いが、太陽電池素子７０６の正面（受光面側の面。図１３では下側の面）及び背面（受光面とは反対側の面。図１３では上側の面）を覆うことが好ましい。薄膜太陽電池７００においてはその正面及び背面が他の面よりも大面積に形成されることが多いためである。本実施形態ではガスバリアフィルム７０３が太陽電池素子７０６の正面を覆い、後述するガスバリアフィルム７０９が太陽電池素子７０６の背面を覆うようになっている。そして、ガスバリアフィルム７０３，７０９の縁部をシール材７１１でシールし、ガスバリアフィルム７０３，７０９及びシール材７１１で囲まれた空間内に太陽電池素子７０６を納めることにより、太陽電池素子７０６を湿気及び酸素から保護できるようになっている。なお、後述するバックシート７１０としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム７０８及び／又はガスバリアフィルム７０９を用いなくてもよい。
The
・ゲッター材フィルム７０４
ゲッター材フィルム７０４は水分及び／又は酸素を吸収するフィルムである。太陽電池素子７０６の構成部品のなかには前記のように水分で劣化するものがあり、また、酸素によって劣化するものもある。そこで、ゲッター材フィルム７０４で太陽電池素子７０６を覆うことにより、太陽電池素子７０６等を水分及び／又は酸素から保護し、発電能力を高く維持するようにしている。
・
The
ここで、ゲッター材フィルム７０４は前記のようなガスバリアフィルム７０３とは異なり、水分の透過を妨げるものではなく、水分を吸収するものである。水分を吸収するフィルムを用いることにより、ガスバリアフィルム７０３等で太陽電池素子７０６を被覆した場合に、ガスバリアフィルム７０３，７０９及びシール材７１１で形成される空間に僅かに浸入する水分をゲッター材フィルム７０４が捕捉して水分による太陽電池素子７０６への影響を排除できる。
ゲッター材フィルム７０４の水分吸収能力の程度は、通常０．１ｍｇ／ｃｍ２以上、好ましくは０．５ｍｇ／ｃｍ２以上、より好ましくは１ｍｇ／ｃｍ２以上である。この数値が高いほど水分吸収能力が高く太陽電池素子７０６の劣化を抑制しうる。また、上限に制限は無いが、通常１０ｍｇ／ｃｍ２以下である。
Here, unlike the
The degree of water absorption capacity of the
また、ゲッター材フィルム７０４が酸素を吸収することにより、ガスバリアフィルム７０３，７０９等で太陽電池素子７０６を被覆した場合に、ガスバリアフィルム７０３，７０９及びシール材７１１で形成される空間に僅かに浸入する酸素をゲッター材フィルム７０４が捕捉して酸素による太陽電池素子７０６への影響を排除できる。
Further, when the
さらに、ゲッター材フィルム７０４は、太陽電池素子７０６の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは７５％以上、更に好ましくは８０％以上、中でも好ましくは８５％以上、とりわけ好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、その中でも特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
Furthermore, the
さらに、薄膜太陽電池７００は光を受けて熱せされることが多いため、ゲッター材フィルム７０４も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、ゲッター材フィルム７０４の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池７００の使用時にゲッター材フィルム７０４が融解・劣化する可能性を低減できる。
Furthermore, since the thin film
ゲッター材フィルム７０４を構成する材料は、水分及び／又は酸素を吸収することができるものであれば任意である。その材料の例を挙げると、水分を吸収する物質としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、シリカゲル、ゼオライト系化合物、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸ニッケル等の硫酸塩、アルミニウム金属錯体、アルミニウムオキサイドオクチレート等の有機金属化合物などが挙げられる。具体的には、アルカリ土類金属としては、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどが挙げられる。アルカリ土類金属の酸化物としては、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等が挙げられる。その他にＺｒ−Ａｌ−ＢａＯや、アルミニウム金属錯体等も挙げられる。具体的な商品名を挙げると、例えば、ＯｌｅＤｒｙ（双葉電子社製）等が挙げられる。
酸素を吸収する物質としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、酸化マグネシウム、酸化鉄等が挙げられる。またＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、及びこれら金属の硫酸塩・塩化物塩・硝酸塩等の無機塩も挙げられる。
なお、ゲッター材フィルム７０４は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、ゲッター材フィルム７０４は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
The material constituting the
Examples of the substance that absorbs oxygen include activated carbon, silica gel, activated alumina, molecular sieve, magnesium oxide, and iron oxide. In addition, Fe, Mn, Zn, and inorganic salts such as sulfates, chlorides, and nitrates of these metals are also included.
Note that the
ゲッター材フィルム７０４の厚みは特に規定されないが、通常５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１５μｍ以上であり、また、通常２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まる傾向にある。
The thickness of the
ゲッター材フィルム７０４は、ガスバリアフィルム７０３，７０９及びシール材７１１で形成される空間内であればその形成位置に制限は無いが、太陽電池素子７０６の正面（受光面側の面。図１３では下側の面）及び背面（受光面とは反対側の面。図１３では上側の面）を覆うことが好ましい。薄膜太陽電池７００においてはその正面及び背面が他の面よりも大面積に形成されることが多いため、これらの面を介して水分及び酸素が浸入する傾向があるからである。この観点から、ゲッター材フィルム７０４はガスバリアフィルム７０３と太陽電池素子７０６との間に設けることが好ましい。本実施形態ではゲッター材フィルム７０４が太陽電池素子７０６の正面を覆い、後述するゲッター材フィルム７０８が太陽電池素子７０６の背面を覆い、ゲッター材フィルム７０４，７０８がそれぞれ太陽電池素子７０６とガスバリアフィルム７０３，７０９との間に位置するようになっている。なお、後述するバックシート７１０としてアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フィルムを接着したシートなど防水性の高いシートを用いる場合は、用途によりゲッター材フィルム７０８及び／又はガスバリアフィルム７０９を用いなくてもよい。
The
ゲッター材フィルム７０４は吸水剤又は乾燥剤の種類に応じて任意の方法で形成することができるが、例えば、吸水剤又は乾燥剤を分散したフィルムを粘着剤で添付する方法、吸水剤又は乾燥剤の溶液をスピンコート法、インクジェット法、ディスペンサー法等で塗布する方法などを用いることができる。また真空蒸着法、スパッタリング法などの成膜法を使用してもよい。
The
吸水剤又は乾燥剤のためのフイルムとしては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を用いることができる。中でも、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のフィルムが好ましい。なお、前記樹脂は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 Examples of the film for the water absorbing agent or the drying agent include polyethylene resins, polypropylene resins, cyclic polyolefin resins, polystyrene resins, acrylonitrile-styrene copolymers (AS resins), and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers. (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine resin, poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, and the like can be used. Among these, films of polyethylene resin, fluorine resin, cyclic polyolefin resin, and polycarbonate resin are preferable. In addition, the said resin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
・封止材７０５
封止材７０５は、太陽電池素子７０６を補強するフィルムである。太陽電池素子７０６は薄いため通常は強度が弱く、ひいては薄膜太陽電池の強度が弱くなる傾向があるが、封止材７０５により強度を高く維持することが可能である。
・ Sealing
The sealing
また、封止材７０５は、薄膜太陽電池７００の強度保持の観点から強度が高いことが好ましい。
具体的強度については、封止材７０５以外の耐候性保護フィルム７０１やバックシート７１０の強度とも関係することになり一概には規定しにくいが、薄膜太陽電池７００全体が良好な曲げ加工性を有し、折り曲げ部分の剥離を生じないような強度を有するのが望ましい。
Moreover, it is preferable that the sealing
The specific strength is related to the strength of the weatherproof
また、封止材７０５は、太陽電池素子７０６の光吸収を妨げない観点から可視光を透過させるものが好ましい。例えば、可視光（波長３６０〜８３０ｎｍ）の光の透過率は、通常６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは７５％以上、更に好ましくは８０％以上、中でも好ましくは８５％以上、とりわけ好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、その中でも特に好ましくは９７％以上である。太陽光をより多く電気エネルギーに変換するためである。
In addition, the sealing
さらに、薄膜太陽電池７００は光を受けて熱せられることが多いため、封止材７０５も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、封止材７０５の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常３５０℃以下、好ましくは３２０℃以下、より好ましくは３００℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池７００の使用時に封止材７０５が融解・劣化する可能性を低減できる。
Further, since the thin film
封止材７０５の厚みは特に規定されないが、通常１００μｍ以上、好ましくは１５０μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以上であり、また、通常７００μｍ以下、好ましくは６００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下である。厚みを厚くすることで薄膜太陽電池７００全体の強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた可視光の透過率が向上する傾向にある。
The thickness of the sealing
封止材７０５を構成する材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂組成物をフィルムにしたもの（ＥＶＡフィルム）などを用いることができる。ＥＶＡフィルムには通常は耐候性の向上のために架橋剤を配合して架橋構造を構成させる。この架橋剤としては、一般に、１００℃以上でラジカルを発生する有機過酸化物が用いられる。このような有機過酸化物としては、例えば、２，５−ジメチルヘキサン；２，５−ジハイドロパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等を用いることができる。これらの有機過酸化物の配合量は、ＥＶＡ樹脂１００重量部に対して、通常５重量部以下、好ましくは３重量部以下であり、通常１重量部以上である。なお、架橋剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
As a material constituting the sealing
このＥＶＡ樹脂組成物には、接着力向上の目的で、シランカップリング剤を含有させてもよい。この目的に供されるシランカップリング剤としては、例えば、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；ビニルトリエトキシシラン；ビニル−トリス−（β−メトキシエトキシ）シラン；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン；β−（３，４−エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤の配合量は、ＥＶＡ樹脂１００重量部に対して、通常５重量部以下、好ましくは２重量部以下であり、通常０．１重量部以上である。なお、シランカップリング剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 This EVA resin composition may contain a silane coupling agent for the purpose of improving the adhesive strength. Examples of silane coupling agents used for this purpose include γ-chloropropyltrimethoxysilane; vinyltrichlorosilane; vinyltriethoxysilane; vinyl-tris- (β-methoxyethoxy) silane; γ-methacryloxypropyltri Methoxysilane; β- (3,4-ethoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. The compounding amount of these silane coupling agents is usually 5 parts by weight or less, preferably 2 parts by weight or less, and usually 0.1 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the EVA resin. In addition, 1 type may be used for a silane coupling agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
更に、ＥＶＡ樹脂のゲル分率を向上させ、耐久性を向上するために、ＥＶＡ樹脂組成物に架橋助剤を含有させてもよい。この目的に供される架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアネート等の３官能の架橋助剤等の単官能の架橋助剤等が挙げられる。これらの架橋助剤の配合量は、ＥＶＡ樹脂１００重量部に対して、通常１０重量部以下、好ましくは５重量部以下であり、また、通常１重量部以上である。なお、架橋助剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Furthermore, in order to improve the gel fraction of the EVA resin and improve the durability, a crosslinking aid may be included in the EVA resin composition. Examples of the crosslinking aid provided for this purpose include monofunctional crosslinking aids such as trifunctional crosslinking aids such as triallyl isocyanurate and triallyl isocyanate. The amount of these crosslinking aids is usually 10 parts by weight or less, preferably 5 parts by weight or less, and usually 1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the EVA resin. In addition, 1 type may be used for a crosslinking adjuvant, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
更に、ＥＶＡ樹脂の安定性を向上する目的で、ＥＶＡ樹脂組成物に、例えばハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；ｐ−ベンゾキノン；メチルハイドロキノンなどを含有させてもよい。これらの配合量は、ＥＶＡ樹脂１００重量部に対して、通常５重量部以下である。 Furthermore, for the purpose of improving the stability of the EVA resin, the EVA resin composition may contain, for example, hydroquinone; hydroquinone monomethyl ether; p-benzoquinone; methyl hydroquinone. These compounding quantities are normally 5 weight part or less with respect to 100 weight part of EVA resin.
しかし、ＥＶＡ樹脂の架橋処理には１〜２時間程度の比較的長時間を要するため、薄膜太陽電池７００の生産速度および生産効率を低下させる原因となる場合がある。また、長期間使用の際には、ＥＶＡ樹脂組成物の分解ガス（酢酸ガス）またはＥＶＡ樹脂自体が有する酢酸ビニル基が、太陽電池素子７０６に悪影響を与えて発電効率が低下させる場合がある。そこで、封止材７０５としては、ＥＶＡフィルムの他に、プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体からなる共重合体のフィルムを用いることもできる。この共重合体としては、例えば、下記成分１および成分２が配合された熱可塑性樹脂組成物が挙げられる。
However, since the EVA resin cross-linking process requires a relatively long time of about 1 to 2 hours, it may cause a reduction in the production rate and production efficiency of the thin-film
・成分１：プロピレン系重合体が、通常０重量部以上、好ましくは１０重量部以上であり、また、通常７０重量部以下、好ましくは５０重量部以下。
・成分２：軟質プロピレン系共重合体が、３０重量部以上、好ましくは５０重量部以上であり、また、通常１００重量部以下、好ましくは９０重量部以下。
なお、成分１および成分２の合計量は１００重量部である。上記のように、成分１および成分２が好ましい範囲にあると、封止材７０５のシートへの成形性が良好であるとともに、得られる封止材７０５の耐熱性、透明性および柔軟性が良好となり、薄膜太陽電池７００に好適である。
以下、成分１及び成分２について詳しく説明する。
Component 1: The propylene polymer is usually 0 part by weight or more, preferably 10 parts by weight or more, and usually 70 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less.
Component 2: The soft propylene copolymer is 30 parts by weight or more, preferably 50 parts by weight or more, and is usually 100 parts by weight or less, preferably 90 parts by weight or less.
The total amount of component 1 and
Hereinafter, component 1 and
〔成分１〕
成分１はプロピレン系重合体であり、例えば、プロピレン単独重合体；プロピレンと、少なくとも１種のプロピレン以外の炭素原子数が２〜２０のα−オレフィンとの共重合体；などが挙げられる。ここで、プロピレン以外の炭素原子数が２〜２０のα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどが挙げられる。中でも、エチレンまたは炭素原子数が４〜１０のα−オレフィンが好ましい。なお、α−オレフィンは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
[Component 1]
Component 1 is a propylene-based polymer, and examples thereof include a propylene homopolymer; a copolymer of propylene and at least one α-olefin having 2 to 20 carbon atoms other than propylene. Here, as the α-olefin having 2 to 20 carbon atoms other than propylene, for example, ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-octene, Examples include decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-eicocene. Among these, ethylene or an α-olefin having 4 to 10 carbon atoms is preferable. In addition, alpha-olefin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
これらのα−オレフィンは、プロピレンとランダム共重合体を形成してもよく、ブロック共重合体を形成してもよい。これらのα−オレフィンから導かれる構成単位の存在割合は、ポリプロピレン中に通常３５モル％以下、好ましくは３０モル％以下である。 These α-olefins may form a random copolymer with propylene or a block copolymer. The proportion of the constituent units derived from these α-olefins is usually 35 mol% or less, preferably 30 mol% or less in the polypropylene.
成分１は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に準拠して２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、通常０．０１ｇ／１０分以上、好ましくは０．０５ｇ／１０分以上であり、通常１０００ｇ／１０分以下、好ましくは１００ｇ／１０分以下である。 Component 1 has a melt flow rate (MFR) measured at 230 ° C. and a load of 2.16 kg in accordance with ASTM D 1238, usually 0.01 g / 10 min or more, preferably 0.05 g / 10 min or more. Usually, it is 1000 g / 10 min or less, preferably 100 g / 10 min or less.
成分１の示差走査熱量計で観測される融点は、通常１００℃以上、好ましくは１１０℃以上であり、また、通常１６０℃以下、好ましくは１５０℃以下である。 The melting point observed by the differential scanning calorimeter of component 1 is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 ° C. or higher, and is usually 160 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower.
成分１はアイソタクチック構造、シンジオタクチック構造のどちらも用いることができるが、アイソタクチック構造の方が耐熱性などの点で好ましい。
また、成分１としては必要に応じて複数のプロピレン系重合体を併用することができ、例えば融点や剛性の異なる２種類以上の成分を用いることもできる。
Component 1 can use either an isotactic structure or a syndiotactic structure, but the isotactic structure is preferred in view of heat resistance and the like.
Further, as the component 1, a plurality of propylene polymers can be used in combination as necessary, and for example, two or more types of components having different melting points and rigidity can be used.
〔成分２〕
成分２は軟質プロピレン系共重合体であり、例えば、プロピレンと、少なくとも１種のプロピレン以外の炭素原子数２〜２０のα−オレフィンとの共重合体などが挙げられる。
また、成分２は、ショアーＡ硬度が、通常３０以上、好ましくは３５以上であり、また、通常８０以下、好ましくは７０以下である。
さらに、成分２の示差走査熱量計ＤＳＣで観測される融点は、１００℃未満か、または融点が観測されない。ここで、融点が観測されないとは、−１５０〜２００℃の範囲において、結晶融解熱量が１Ｊ／ｇ以上の結晶融解ピークが観測されないことをいう。
[Component 2]
Furthermore, the melting point observed with the differential scanning calorimeter DSC of
成分２において、コモノマーとして用いられるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン及び／又は炭素数４〜２０のα−オレフィンが好ましい。なお、α−オレフィンは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
成分２は、プロピレン由来の単位を通常４５モル％以上、好ましくは５６モル％以上、また、通常９２モル％以下、好ましくは９０モル％以下含み、コモノマーとして用いられるα−オレフィン由来の単位を通常８モル％以上、好ましくは１０モル％以上、また、通常５５モル％以下、好ましくは４４モル％以下含む。
In
成分２は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に準拠して、２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、通常０．０１ｇ／１０分以上、好ましくは０．０５ｇ／１０分以上であり、また、通常１００ｇ／１０分以下、好ましくは５０ｇ／１０分以下である。
成分２は、ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して、ＪＩＳ３号ダンベルを用い、スパン間：３０ｍｍ、引っ張り速度：３０ｍｍ／ｍｉｎで、２３℃にて測定した、１００％歪での応力（Ｍ１００）が、通常４ＭＰａ以下、好ましくは３ＭＰａ以下、更に好ましくは２ＭＰａ以下である。軟質プロピレン系共重合体がこのような範囲にあると柔軟性、透明性、ゴム弾性に優れる。
成分２は、Ｘ線回折で測定した結晶化度が、通常２０％以下、好ましくは１５％以下であり、また、通常０％以上である。
また、成分２は単一のガラス転移温度Ｔｇを有し、かつ示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定したガラス転移温度Ｔｇが、通常−１０℃以下、好ましくは−１５℃以下の範囲にあることが望ましい。成分２のガラス転移温度Ｔｇが前記範囲内にあると、耐寒性、低温特性に優れる。
成分２のＧＰＣにより測定した分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ、ポリスチレン換算、Ｍｗ：重量平均分子量、Ｍｎ：数平均分子量）は、４．０以下であることが好ましく、より好ましくは３．０以下、さらに好ましくは２．５以下である。
The molecular weight distribution (Mw / Mn, polystyrene conversion, Mw: weight average molecular weight, Mn: number average molecular weight) measured by GPC of
また、成分２は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）における吸熱曲線において融点（Ｔｍ、℃）が存在する場合には、通常、融解熱量ΔＨが３０Ｊ／ｇ以下であり、かつＣ３（プロピレン）含量（ｍｏｌ％）と融解熱量ΔＨ（Ｊ／ｇ）の関係において以下の関係式が成り立つことが好ましい。
ΔＨ＜３４５Ｌｎ（Ｃ３含量ｍｏｌ％）−１４９２、
（ただしこの場合、７６≦Ｃ３含量（ｍｏｌ％）≦９０）
ΔH <345Ln (C3 content mol%)-1492,
(However, in this case, 76 ≦ C3 content (mol%) ≦ 90)
成分２の好ましい具体例として、以下のプロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体を挙げることができる。このようなプロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体を用いることで、柔軟性、耐熱性、機械強度、太陽電池封止性および透明性が良好な封止材７０５が得られる。ここで、太陽電池封止性とは、良好な柔軟性により、太陽電池素子７０６を充填する際の素子の割れ率を低減できることをいう。
Preferred specific examples of
プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体としては、プロピレン由来の構成単位を通常４５モル％以上、好ましくは５６モル％以上、より好ましくは６１モル％以上、また、通常９２モル％以下、好ましくは９０モル％以下、より好ましくは８６モル％以下含み、さらにエチレン由来の構成単位を通常５モル％以上、好ましくは８モル％以上、また、通常２５モル％以下、好ましくは１４モル％以下、より好ましくは１４モル％以下含み、炭素数４〜２０のα−オレフィン由来の構成単位を通常３モル％以上、好ましくは５モル％以上、より好ましくは６モル％以上、また、通常３０モル％以下、好ましくは２５モル％以下含むものが好ましい。α−オレフィンに関しては、１−ブテンが特に好ましい。 As propylene / ethylene / α-olefin copolymer, propylene-derived structural units are usually 45 mol% or more, preferably 56 mol% or more, more preferably 61 mol% or more, and usually 92 mol% or less, preferably 90 mol% or less, more preferably 86 mol% or less, and further ethylene-derived structural units are usually 5 mol% or more, preferably 8 mol% or more, and usually 25 mol% or less, preferably 14 mol% or less, more Preferably, it contains 14 mol% or less, and the structural unit derived from an α-olefin having 4 to 20 carbon atoms is usually 3 mol% or more, preferably 5 mol% or more, more preferably 6 mol% or more, and usually 30 mol% or less. , Preferably those containing 25 mol% or less. With regard to α-olefins, 1-butene is particularly preferred.
プロピレン由来の構成単位、エチレン由来の構成単位、および炭素数４〜２０のα−オレフィン由来の構成単位を上記の量で含有するプロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体（成分２）は、プロピレン系重合体（成分１）との相溶性が良好となり、得られる封止材７０５は、充分な透明性、柔軟性、耐熱性および耐傷付性を発揮する。
A propylene / ethylene / α-olefin copolymer (component 2) containing a propylene-derived structural unit, an ethylene-derived structural unit, and a structural unit derived from an α-olefin having 4 to 20 carbon atoms in the above amount is propylene. The compatibility with the system polymer (component 1) is improved, and the obtained sealing
上記の成分１および成分２が配合された熱可塑性樹脂組成物は、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ １２３８、２３０度、荷重２．１６ｋｇ）が、通常０．０００１ｇ／１０分以上であり、また、通常１０００ｇ／１０分以下、好ましくは９００ｇ／１０分以下、より好ましくは８００ｇ／１０分以下である。
成分１および成分２が配合された熱可塑性樹脂組成物の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１１０℃以上である。また通常１４０℃以下、好ましくは１３５℃以下である。
また成分１および成分２が配合された熱可塑性樹脂組成物の密度は、０．９８ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、０．９５ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、０．９４ｇ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。
The thermoplastic resin composition in which the above component 1 and
The melting point of the thermoplastic resin composition containing component 1 and
Density of The thermoplastic
この封止材７０５においては、上記成分１および成分２に、プラスチックなどに対する接着促進剤としてカップリング剤を配合することが可能である。カップリング剤は、シラン系、チタネート系、クロム系の各カップリング剤が好ましく用いられ、特にシラン系のカップリング剤（シランカップリング剤）が好適に用いられる。
In the sealing
上記シランカップリング剤としては公知のものが使用でき、特に制限はないが、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシーエトキシシラン）、γ−グリシドキシプロピルートリピルトリーメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。なお、カップリング剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 Known silane coupling agents can be used and are not particularly limited. For example, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris (β-methoxy-ethoxysilane), γ-glycidoxypropyl-tri Examples include piltrimethoxysilane and γ-aminopropyltriethoxysilane. In addition, 1 type may be used for a coupling agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
また、これらは熱可塑性樹脂組成物（成分１および成分２の合計量）１００重量部に対して、上記シランカップリング剤を通常０．１重量部以上、また、通常５重量部以下、好ましくは３重量部以下含むことが望ましい。 These are usually 0.1 parts by weight or more, usually 5 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight of the silane coupling agent, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin composition (total amount of Component 1 and Component 2). It is desirable to contain 3 parts by weight or less.
また、上記カップリング剤は、有機過酸化物を用いて、当該熱可塑性樹脂組成物にグラフト反応させてもよい。この場合、熱可塑性樹脂組成物（成分１および成分２の合計量）１００重量部に対して、上記カップリング剤を０．１〜５重量部含むことが望ましい。シラングラフト化された熱可塑性樹脂組成物を用いても、ガラス、プラスチックに対して、シランカップリング剤ブレンドと同等以上の接着性が得られる。
有機過酸化物を用いる場合、有機過酸化物は、熱可塑性樹脂組成物（成分１および成分２の合計量）１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上、また、通常５重量部以下、好ましくは３重量部以下である。
The coupling agent may be grafted to the thermoplastic resin composition using an organic peroxide. In this case, it is desirable that 0.1 to 5 parts by weight of the coupling agent is included with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin composition (total amount of Component 1 and Component 2). Even if a silane-grafted thermoplastic resin composition is used, the same or better adhesion to glass and plastic as the silane coupling agent blend can be obtained.
When the organic peroxide is used, the organic peroxide is usually 0.001 part by weight or more, preferably 0.01 part by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin composition (total amount of Component 1 and Component 2). Part or more, and usually 5 parts by weight or less, preferably 3 parts by weight or less.
有機過酸化物としては公知のものが使用でき、特に制限はないが、例えば、ジラウロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、などが挙げられる。なお、有機過酸化物は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Known organic peroxides can be used and are not particularly limited. Examples thereof include dilauroyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, and dibenzoylperoxide. Examples thereof include oxide, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, and t-butylperoxymaleic acid. In addition, an organic peroxide may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
また、封止材７０５としてエチレン・α−オレフィン共重合体からなる共重合体を用いることもできる。この共重合体としては、下記に示す成分Ａおよび成分Ｂからなる封止材用樹脂組成物と基材とを積層してなる、ホットタック性が５〜２５℃のラミネートフィルムが例示される。
・成分Ａ：エチレン系樹脂。
・成分Ｂ：以下の（ａ）〜（ｄ）の性状を有するエチレンとα−オレフィンとの共重合体。
（ａ）密度が０．８６〜０．９３５ｇ／ｃｍ３。
（ｂ）メルトフローレート（ＭＦＲ）が１〜５０ｇ／１０分。
（ｃ）温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）によって得られる溶出曲線のピークが１つであり；該ピーク温度が１００℃以下である。
（ｄ）温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）による積分溶出量が、９０℃のとき９０％以上である。
Further, a copolymer made of an ethylene / α-olefin copolymer can be used as the sealing
Component A: ethylene resin.
Component B: a copolymer of ethylene and an α-olefin having the following properties (a) to (d).
(A) The density is 0.86 to 0.935 g / cm 3 .
(B) Melt flow rate (MFR) is 1 to 50 g / 10 min.
(C) There is one peak in the elution curve obtained by temperature rising elution fractionation (TREF); the peak temperature is 100 ° C. or lower.
(D) The integrated elution amount by temperature rising elution fractionation (TREF) is 90% or more at 90 ° C.
（Ａ）成分Ａ（エチレン系樹脂）
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしてのエチレン系樹脂の例としては、いわゆるラジカル重合法で製造される高圧法低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・フッ化ビニル共重合体などが挙げられる。また、イオン重合法で製造される、いわゆる線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどエチレンを主成分とする重合体または共重合体も挙げられる。中でも好ましくは、エチレン・酢酸ビニル共重合体、高圧法低密度ポリエチレンである。なお、これらは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(A) Component A (ethylene-based resin)
Examples of the ethylene-based resin as the component A constituting the resin composition for a sealing material include high-pressure low-density polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / acrylic acid copolymer produced by a so-called radical polymerization method. Examples thereof include an ethylene / acrylic acid ester copolymer and an ethylene / vinyl fluoride copolymer. Moreover, the polymer or copolymer which has ethylene as a main component, such as what is called linear low density polyethylene and high density polyethylene manufactured by the ionic polymerization method, is also mentioned. Among these, ethylene / vinyl acetate copolymer and high pressure method low density polyethylene are preferable. In addition, these may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしてのエチレン系樹脂がエチレン・酢酸ビニル共重合体である場合、下記の性状を有するものが好適である。
（ｉ）メルトフローレート（ＭＦＲ）
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしてのエチレン・酢酸ビニル共重合体のＪＩＳ Ｋ７２１０によるＭＦＲ（メルトフローレート：Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ ｒａｔｅ：溶融流量）は、通常１ｇ／１０分以上、好ましくは２ｇ／１０分以上、より好ましくは３ｇ／１０分以上であり、また、通常５０ｇ／１０分以下、好ましくは３０ｇ／１０分以下、より好ましくは２０ｇ／１０分以下である。ＭＦＲを高くすることで、成分Ｂとブレンドした際の透明性が高まる傾向があり、ＭＦＲを低くする事で、成形が容易となる傾向がある。
When the ethylene resin as component A constituting the resin composition for a sealing material is an ethylene / vinyl acetate copolymer, those having the following properties are suitable.
(I) Melt flow rate (MFR)
The MFR (melt flow rate: melt flow rate) according to JIS K7210 of the ethylene / vinyl acetate copolymer as component A constituting the resin composition for a sealing material is usually 1 g / 10 min or more, preferably 2 g. / 10 min or more, more preferably 3 g / 10 min or more, and usually 50 g / 10 min or less, preferably 30 g / 10 min or less, more preferably 20 g / 10 min or less. Increasing the MFR tends to increase transparency when blended with the component B, and decreasing the MFR tends to facilitate molding.
（ｉｉ）酢酸ビニル含量
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしてのエチレン・酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含量は、通常３重量％以上、好ましくは４重量％以上、より好ましくは５重量％以上であり、また、通常３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下である。酢酸ビニル含量を多くすることでヒートシール性が高まる傾向にあり、酢酸ビニル含量を少なくすることで封止材７０５のべたつきを抑えることができる。
(Ii) Vinyl acetate content The vinyl acetate content of the ethylene / vinyl acetate copolymer as component A constituting the resin composition for a sealing material is usually 3% by weight or more, preferably 4% by weight or more, more preferably 5%. It is usually not more than 30% by weight, preferably not more than 20% by weight, more preferably not more than 15% by weight. Increasing the vinyl acetate content tends to increase heat sealability, and reducing the vinyl acetate content can suppress stickiness of the sealing
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしてのエチレン系樹脂が高圧法低密度ポリエチレンである場合は、下記の性状を有するものが好適である。
（ｉ）メルトフローレート（ＭＦＲ）
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしての高圧法低密度ポリエチレンのＪＩＳ Ｋ７２１０によるＭＦＲ（メルトフローレート：Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ ｒａｔｅ：溶融流量）は、通常１ｇ／１０分以上、好ましくは２ｇ／１０分以上、より好ましくは３ｇ／１０分以上であり、また、通常５０ｇ／１０分以下、好ましくは３０ｇ／１０分以下、より好ましくは２０ｇ／１０分以下である。ＭＦＲを高くすることで押出が容易となる傾向にあり、ＭＦＲを低くすることで柔らかくなりすぎず垂れなどが起こりにくく成形性が高まる。
When the ethylene-based resin as component A constituting the resin composition for a sealing material is a high-pressure method low-density polyethylene, those having the following properties are suitable.
(I) Melt flow rate (MFR)
The MFR (melt flow rate: melt flow rate) according to JIS K7210 of the high-pressure low-density polyethylene as component A constituting the resin composition for a sealing material is usually 1 g / 10 min or more, preferably 2 g / 10. Min. Or more, more preferably 3 g / 10 min or more, and usually 50 g / 10 min or less, preferably 30 g / 10 min or less, more preferably 20 g / 10 min or less. It tends to be easy to extrude by increasing the MFR, and by reducing the MFR, the film becomes too soft and does not easily sag, and the moldability increases.
（ｉｉ）密度
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしての高圧法低密度ポリエチレンのＪＩＳ Ｋ７１１２による密度は、通常０．９１５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．９１６ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは０．９１７ｇ／ｃｍ３以上であり、また、通常０．９３ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは０．９２５ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．９２３ｇ／ｃｍ３以下である。密度を高くすることで封止材７０５のべたつきが抑制される傾向にあり、密度を低くすることでヒートシール性が高まる傾向にある。
(Ii) Density by JIS K7112 of high-pressure low-density polyethylene as component A constituting the density encapsulant resin composition is usually 0.915 g / cm 3 or more, preferably 0.916 g / cm 3 or more, more preferably at 0.917 g / cm 3 or more and usually 0.93 g / cm 3 or less, preferably 0.925 g / cm 3 or less, more preferably 0.923 g / cm 3 or less. Increasing the density tends to suppress stickiness of the sealing
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ａとしての高圧法低密度ポリエチレンは、市販品の中から上記物性を示すものを適宜選択して使用することが出来る。 As the high-pressure method low-density polyethylene as component A constituting the resin composition for a sealing material, those exhibiting the above physical properties can be appropriately selected from commercially available products.
（Ｂ）成分Ｂ（エチレン・α−オレフィン共重合体）
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ｂは、上記成分Ａ以外のエチレン・α−オレフィン共重合体である。成分Ｂは、下記の性状を有するものが好ましい。
(B) Component B (ethylene / α-olefin copolymer)
Component B constituting the resin composition for a sealing material is an ethylene / α-olefin copolymer other than Component A. Component B preferably has the following properties.
（ｉ）密度
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ｂとしてのエチレン・α−オレフィン共重合体のＪｌＳ Ｋ７１１２による密度は、通常０．８６ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．８７ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは０．８８ｇ／ｃｍ３以上であり、また、通常０．９３５ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは０．９１５ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．９１ｇ／ｃｍ３以下である。密度を高くすることでフィルムとしたときのべたつきが抑制される傾向にあり、密度を低くすることでヒートシール性が高まる傾向にある。
(I) Density The density according to JlS K7112 of the ethylene / α-olefin copolymer as component B constituting the resin composition for a sealing material is usually 0.86 g / cm 3 or more, preferably 0.87 g / cm 3. or more, more preferably 0.88 g / cm 3 or more and usually 0.935 g / cm 3 or less, preferably 0.915 g / cm 3 or less, more preferably 0.91 g / cm 3 or less. By increasing the density, stickiness when used as a film tends to be suppressed, and by decreasing the density, heat sealability tends to increase.
（ｉｉ）メルトフローレート（ＭＦＲ）
封止材用樹脂組成物を構成する成分Ｂとしてのエチレン・α−オレフィン共重合体のＪｌＳ Ｋ７２１０によるＭＦＲ（メルトフローレート：Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ ｒａｔｅ：溶融流量）は、通常１ｇ／１０分以上、好ましくは２ｇ／１０分以上、より好ましくは３ｇ／１０分以上であり、また、通常５０ｇ／１０分以下、好ましくは３０ｇ／１０分以下、より好ましくは２０ｇ／１０分以下である。ＭＦＲを高くすることで押出が容易となる傾向にあり、ＭＦＲを低くすることで柔らかくなりすぎず垂れなどが起こりにくく成形性が高まる。
(Ii) Melt flow rate (MFR)
The MFR (melt flow rate: melt flow rate) according to JLS K7210 of the ethylene / α-olefin copolymer as component B constituting the resin composition for a sealing material is usually 1 g / 10 min or more, preferably It is 2 g / 10 min or more, more preferably 3 g / 10 min or more, and is usually 50 g / 10 min or less, preferably 30 g / 10 min or less, more preferably 20 g / 10 min or less. It tends to be easy to extrude by increasing the MFR, and by reducing the MFR, the film becomes too soft and does not easily sag, and the moldability increases.
ここでα−オレフィンとしては、炭素数４〜４０のα−オレフィンが好ましい。中でも、α−オレフィンの中でも、炭素数が通常４以上、好ましくは６以上であり、通常１２以下、好ましくは１０以下のものが望ましい。その例を挙げると、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−へプテン、４−メチルペンテン−１、４−メチルヘキセン−１、４，４−ジメチルペンテン−１等が挙げられる。なお、α−オレフィンは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 Here, the α-olefin is preferably an α-olefin having 4 to 40 carbon atoms. Among them, among α-olefins, those having usually 4 or more, preferably 6 or more, and usually 12 or less, preferably 10 or less are desirable. For example, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-heptene, 4-methylpentene-1, 4-methylhexene-1, 4,4-dimethylpentene-1, etc. Is mentioned. In addition, alpha-olefin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
α−オレフィンとエチレンとの比率は、α−オレフィンを通常２重量％以上、好ましくは５重量％以上、より好ましくは１０重量％以上、また、通常６０重量％以下、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下とし、エチレンを通常４０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、また、通常９８重量％以下、好ましくは９５重量％以下、より好ましくは９０重量％以下とすることが望ましい。 The ratio of α-olefin to ethylene is usually 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and usually 60% by weight or less, preferably 50% by weight or less. More preferably 30 wt% or less, ethylene is usually 40 wt% or more, preferably 50 wt% or more, more preferably 70 wt% or more, and usually 98 wt% or less, preferably 95 wt% or less, more preferably It is desirable that the content be 90% by weight or less.
成分Ａと成分Ｂとの配合割合（成分Ａ／成分Ｂ）は、重量比で、通常５０／５０以上、好ましくは５５／４５以上、より好ましくは６０／４０以上であり、また、通常９９／１以下、好ましくは９０／１０以下、より好ましくは８５／１５以下である。成分Ｂの配合量を多くすることで透明性やヒートシール性が高まる傾向にあり、成分Ｂの配合量を少なくすることでフィルムの作業性が高まる傾向にある。 The blending ratio (component A / component B) of component A and component B is usually 50/50 or more, preferably 55/45 or more, more preferably 60/40 or more, and usually 99 / 1 or less, preferably 90/10 or less, more preferably 85/15 or less. Increasing the amount of component B tends to increase transparency and heat sealability, and decreasing the amount of component B tends to increase the workability of the film.
成分Ａと成分Ｂを配合して生成される封止材用樹脂組成物のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、通常２ｇ／１０分以上、好ましくは３ｇ／１０分以上であり、通常５０ｇ／１０分以下、好ましくは４０ｇ／１０分以下である。なおＭＦＲの測定と評価は、ＪＩＳ Ｋ７２１０（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）に準拠する方法によって実施することができる。 The melt flow rate (MFR) of the resin composition for a sealing material produced by blending component A and component B is usually 2 g / 10 minutes or more, preferably 3 g / 10 minutes or more, and usually 50 g / 10 minutes. Hereinafter, it is preferably 40 g / 10 min or less. In addition, the measurement and evaluation of MFR can be implemented by the method based on JISK7210 (190 degreeC, 2.16kg load).
封止材用樹脂組成物の融点は、好ましくは５０℃以上、より好ましくは５５℃以上であり、また、通常３００℃以下、好ましくは２５０℃以下、さらに好ましくは２００℃以下である。融点を高くすることで薄膜太陽電池７００の使用時に融解・劣化する可能性を低減できる。
The melting point of the encapsulant resin composition is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 55 ° C. or higher, and is usually 300 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower. By increasing the melting point, the possibility of melting and deterioration during use of the thin film
封止材用樹脂組成物の密度は、０．８０ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、０．８５ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、また、０．９８ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、０．９５ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、０．９４ｇ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。なお、密度の測定と評価は、ＪＩＳ Ｋ７１１２に準拠する方法によって実施することができる。 The density of the resin composition for a sealing material is preferably 0.80 g / cm 3 or more, more preferably 0.85 g / cm 3 or more, and preferably 0.98 g / cm 3 or less, 0.95 g / cm 3. The following is more preferable, and 0.94 g / cm 3 or less is more preferable. The measurement and evaluation of density can be performed by a method based on JIS K7112.
さらに、エチレン・α−オレフィン共重合体を用いた封止材７０５において、前記プロピレン・エチレン・α−オレフィン共重合体を用いた場合と同様に、カップリング剤を用いることが可能である。
Further, in the sealing
上述した封止材７０５は、材料由来の分解ガスを発生することがないため、太陽電池素子７０６への悪影響がなく、良好な耐熱性、機械強度、柔軟性（太陽電池封止性）および透明性を有する。また、材料の架橋工程を必要としないため、シート成形時および薄膜太陽電池７００の製造時間が大きく短縮できるとともに、使用後の薄膜太陽電池７００のリサイクルも容易となる。
Since the sealing
なお、封止材７０５は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。また、封止材７０５は単層フィルムにより形成されていても良いが、２層以上のフィルムを備えた積層フィルムであってもよい。
Note that the sealing
封止材７０５の厚みは、通常２μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、また、通常５００μｍ以下、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。厚みを厚くすることで機械的強度が高まる傾向にあり、薄くすることで柔軟性が高まりまた光線透過率が高まる傾向にある。
The thickness of the sealing
封止材７０５を設ける位置に制限は無いが、通常は太陽電池素子７０６を挟み込むように設ける。太陽電池素子７０６を確実に保護するためである。本実施形態では、太陽電池素子７０６の正面及び背面にそれぞれ封止材７０５及び封止材７０７を設けるようにしている。
Although there is no restriction | limiting in the position which provides the sealing
・太陽電池素子７０６
太陽電池素子７０６は、光を受けて発電する素子である。太陽電池素子７０６の種類に制限はなく、吸収させようとする光の強度、波長成分などに応じて適切なものを選択して使用できる。例えば薄膜多結晶シリコン系太陽電池素子、アモルファスシリコン系太陽電池素子、化合物半導体系太陽電池素子、有機太陽電池素子などを用いることができる。
・
The
しかし、薄膜多結晶シリコン系太陽電池素子は間接光学遷移を利用したタイプの太陽電池素子である。このため、薄膜多結晶シリコン系太陽電池素子では基板又は表面に凸凹構造を形成する等、十分な光閉じ込め構造を設けて光吸収を増加させることが要求される。さらに、薄膜多結晶シリコン系太陽電池素子においては、例えば並板ガラス、高分子薄膜等の低コストの基板上への薄膜成長を可能とするためには、高品質薄膜作製プロセスを低温化させることも要求される。このため、薄膜多結晶シリコン系太陽電池素子はコスト面等において実用化に向けて改善の余地がある。 However, the thin-film polycrystalline silicon solar cell element is a type of solar cell element utilizing indirect optical transition. For this reason, in a thin film polycrystalline silicon solar cell element, it is required to provide a sufficient light confinement structure such as forming an uneven structure on the substrate or the surface to increase light absorption. Furthermore, in thin-film polycrystalline silicon-based solar cell elements, for example, in order to enable thin film growth on low-cost substrates such as parallel glass and polymer thin films, it is possible to lower the temperature of the high-quality thin film manufacturing process. Required. For this reason, the thin film polycrystalline silicon solar cell element has room for improvement in terms of cost and the like for practical use.
一方、アモルファスシリコン系太陽電池素子は、結晶シリコンにおける間接光学遷移が構造乱れのために直接遷移となったものであり、可視域での光学吸収係数が大きく、厚さ１μｍ程度の薄膜でも太陽光を十分に吸収できる長所を有する。このため、太陽電池素子７０６としてアモルファスシリコン系太陽電池素子を用いれば、軽量の太陽電池パネルを実現することができる。また、アモルファスシリコンは非結晶質の材料であるため、変形にも耐性を有する。
On the other hand, in the amorphous silicon solar cell element, the indirect optical transition in crystalline silicon is a direct transition due to structural disorder, and the optical absorption coefficient in the visible region is large, and even a thin film having a thickness of about 1 μm is sunlight. Has the advantage that it can be absorbed sufficiently. For this reason, if an amorphous silicon solar cell element is used as the
しかし、アモルファスシリコン系太陽電池素子は光吸収により発生した電子、正孔等のキャリアの移動度が構造乱れのために低い。また、シリコンの未結合手はキャリアの再結合中心となるが、アモルファスシリコン系太陽電池素子では未結合手欠陥の密度が高いため、キャリアの寿命が短い。さらに、アモルファスシリコン系太陽電池素子は長期間の光照射により劣化する可能性がある。具体的には、アモルファスシリコン系太陽電池素子は光照射により前記欠陥の密度がさらに増加する現象（即ち、光劣化現象）を示すため、初期光電変換効率が１０％程度と単結晶シリコン太陽電池の効率を下回るとともに、光照射により（飽和はするものの）光電変換効率が８％程度まで低下する傾向がある。 However, the amorphous silicon solar cell element has a low mobility of carriers such as electrons and holes generated by light absorption due to structural disorder. In addition, although the dangling bonds of silicon serve as recombination centers for carriers, the amorphous silicon-based solar cell element has a short carrier life because of the high density of dangling bonds. Furthermore, the amorphous silicon solar cell element may be deteriorated by long-term light irradiation. Specifically, since the amorphous silicon solar cell element exhibits a phenomenon in which the density of the defects is further increased by light irradiation (that is, photodegradation phenomenon), the initial photoelectric conversion efficiency is about 10%. In addition to being less efficient, the photoelectric conversion efficiency tends to be reduced to about 8% by light irradiation (although saturation occurs).
そこで、本実施形態の薄膜太陽電池７００においては、この太陽電池素子７０６として化合物半導体系太陽電池素子又は有機太陽電池素子を用いることが好ましい。さらに、化合物半導体系太陽電池素子のうちでも、例えばＳ、Ｓｅ、Ｔｅなどカルコゲン元素を含むカルコゲナイド系太陽電池素子が好ましく、なかでもＩ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系（カルコパイライト系）太陽電池素子が好ましく、特にＩ族元素としてＣｕを用いたＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子が、Ｓｉ結晶型太陽電池より理論的に高い光電変換効率を有し好ましい。
Therefore, in the thin film
〔Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子〕
Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子は、構成材料としてＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体を有する太陽電池素子をいう。Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体とは、ＣｕとＩＩＩ族元素とＶＩ族元素が１：１：２の割合で含まれる化合物からなる半導体を言い、例えばＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＧａＳ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓ２、ＣｕＩｎＴｅ２、ＣｕＧａＴｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｔｅ２が挙げられる。これらの２種以上の混合物であってもよい。中でも特に、ＣＩＳ系太陽電池素子及びＣＩＧＳ系太陽電池素子が好ましい。
[Cu-III-VI Group 2 semiconductor solar cell element]
Cu-III-VI 2 group semiconductor solar cell element refers to a solar cell element having a Cu-III-VI 2 group semiconductor as a constituent material. The Cu-III-VI group 2 semiconductor refers to a semiconductor composed of a compound containing Cu, a group III element, and a group VI element in a ratio of 1: 1: 2, for example, CuInSe 2 , CuGaSe 2 , Cu (In 1− x Ga x) Se 2, CuInS 2,
ＣＩＳ系太陽電池素子とは、構成材料としてＣＩＳ系半導体を有する太陽電池をいい、ＣＩＳ系半導体とは、ＣｕＩｎ（Ｓｅ１−ｙＳｙ）２のことをいう。なお、ｙは０以上１以下の数を表す。すなわち、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、又はこれらが混合状態にあるもののことをいう。Ｓｅに代えてＳを用いると安全性が高まり好ましい。
また、ＣＩＧＳ系太陽電池素子とは、構成材料としてＣＩＧＳ系半導体を有する太陽電池をいう。ここでＣＩＧＳ系半導体とは、Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓｅ１−ｙＳｙ）２のことをいう。なお、ｘは０より大きく１未満の数を、ｙは０以上１以下の数をそれぞれ表す。またＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２は、通常、ＣｕＩｎＳｅ２とＣｕＧａＳｅ２との混晶となっている。尚、ｘの範囲は、通常は０より大きく、好ましくは０．０５より大きく、より好ましくは０．１より大きく、また、通常０．８未満、好ましくは０．５未満、より好ましくは０．４未満である。
The CIS solar cell element refers to a solar cell having a CIS semiconductor as a constituent material, and the CIS semiconductor refers to CuIn (Se 1-y S y ) 2 . Note that y represents a number from 0 to 1. That is, it refers to CuInSe 2 , CuInS 2 , or those in a mixed state. Use of S instead of Se is preferable because safety is increased.
The CIGS solar cell element refers to a solar cell having a CIGS semiconductor as a constituent material. Here, the CIGS-based semiconductor refers to a Cu (In 1-x Ga x ) (Se 1-y S y) 2. X represents a number greater than 0 and less than 1, and y represents a number from 0 to 1. The Cu (In 1-x Ga x )
前記のＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体は通常はｐ型半導体として機能する。ここでｐ型及びｎ型の半導体について説明する。半導体においては、電荷を輸送するキャリアは電子と正孔の２種類存在し、その密度の大きいほうが多数キャリアと呼ばれる。多数キャリアは、通常は半導体の種類やドーピング状態によって決定される。また、半導体のタイプとしては、多数キャリアが、電子であるものはｎ型、正孔であるものはｐ型、つり合っているものはｉ型と呼ばれる。
ただし、ｐ型、ｎ型は半導体の種類により絶対的に決まるものではない。例えば、同じ型の半導体を組み合わせても、そのエネルギー準位（ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位、フェルミ準位）やドーピング状態の関係で、一方がｐ型、もう一方がｎ型として動作することもある。
The Cu-III-VI Group 2 semiconductor usually functions as a p-type semiconductor. Here, p-type and n-type semiconductors will be described. In semiconductors, there are two types of carriers that transport charges, electrons and holes, and the larger the density, the more carriers are called. Majority carriers are usually determined by the type of semiconductor and the doping state. As the semiconductor type, those in which majority carriers are electrons are called n-type, those in which holes are holes are called p-type, and those in which the majority carriers are balanced are called i-type.
However, the p-type and n-type are not absolutely determined by the type of semiconductor. For example, even when semiconductors of the same type are combined, one may operate as a p-type and the other as an n-type due to the relationship between energy levels (HOMO levels, LUMO levels, Fermi levels) and doping states. is there.
半導体が示す半導体特性の程度は、キャリア移動度の値では、通常１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上、好ましくは１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上である。電気伝導度はキャリア移動度×キャリア密度で定義されるため、ある程度の大きさのキャリア移動度を有する材料であれば、例えば熱、ドーピング、電極からの注入などによりキャリアが当該材料内に存在すれば、その材料は電荷を輸送することができるのである。なお、半導体のキャリア移動度は大きいほど望ましい。 The degree of semiconductor characteristics exhibited by the semiconductor is usually 10 −7 cm 2 / Vs or more, preferably 10 −5 cm 2 / Vs or more in terms of carrier mobility. Since electrical conductivity is defined by carrier mobility x carrier density, any material having a certain level of carrier mobility may have carriers present in the material, for example, by heat, doping, or injection from an electrode. For example, the material can transport charges. Note that the higher the carrier mobility of the semiconductor, the better.
前記のＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体は、通常、太陽電池素子７０６を構成する層のうちの少なくとも１つに含有され、太陽電池素子７０６は当該半導体を含有する層で光を吸収して電気が発生するようになっている。具体的な太陽電池素子７０６の構成を以下に例を挙げて説明する。ただし、太陽電池素子７０６は以下に説明する例に限定されるものではない。
The Cu-III-VI group 2 semiconductor is usually contained in at least one of the layers constituting the
例えば、Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子は、少なくとも、一対の電極間に光吸収層とバッファ層とを備えて構成される。このような構成の太陽電池素子では、光吸収層において光が吸収されて電気が発生し、発生した電気が電極から取り出されるようになっている。 For example, the Cu-III-VI group 2 semiconductor solar cell element includes at least a light absorption layer and a buffer layer between a pair of electrodes. In the solar cell element having such a configuration, light is absorbed in the light absorption layer to generate electricity, and the generated electricity is taken out from the electrode.
・・電極
電極は、導電性を有する任意の材料により形成することが可能である。電極の材料の例を挙げると、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属あるいはそれらの合金；酸化インジウムや酸化錫等の金属酸化物、あるいはその合金（ＩＴＯ）；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子；前記導電性高分子に、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子などのドーパントを含有させたもの；金属粒子、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等の導電性粒子をポリマーバインダー等のマトリクスに分散した導電性の複合材料などが挙げられる。なお、電極の材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
.. Electrode The electrode can be formed of any material having conductivity. Examples of electrode materials include metals such as platinum, gold, silver, aluminum, chromium, nickel, copper, titanium, magnesium, calcium, barium, sodium, and alloys thereof; metal oxides such as indium oxide and tin oxide. Or alloys thereof (ITO); conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene and polyacetylene; acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and sulfonic acid, Lewis acids such as FeCl 3 and halogens such as iodine Materials containing a dopant such as metal atoms such as atoms, sodium and potassium; conductive composite materials in which conductive particles such as metal particles, carbon black, fullerene and carbon nanotubes are dispersed in a matrix such as a polymer binder It is done. In addition, the material of an electrode may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
また、太陽電池素子７０６において、電極は少なくとも一対（２個）設けられる。この際、一対の電極のうち、少なくとも受光面側の電極は、発電のために光を透過させるため透明であるようにすることが好ましい。但し、発電層の面積に比べて電極の面積が小さいなど、電極が透明でなくても発電性能に著しく悪影響を与えない場合は必ずしも透明でなくてもよい。透明な電極の材料を挙げると、例えば、ＩＴＯ、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の酸化物；金属薄膜などが挙げられる。また、この際、光の透過率の具体的範囲に制限は無いが、太陽電池素子７０６の発電効率を考慮すると、８０％以上が好ましい。なお、光の透過率は、通常の分光光度計で測定可能できる。
In the
電極は、光吸収により生じた正孔及び電子を捕集する機能を有するものである。したがって、電極には、正孔及び電子を捕集するのに適した電極材料を用いることが好ましい。正孔の捕集に適した電極の材料を挙げると、例えば、Ａｕ、ＩＴＯ等の高い仕事関数を有する材料が挙げられる。一方、電子の捕集に適した電極の材料を挙げると、例えば、Ａｌのような低い仕事関数を有する材料が挙げられる。 The electrode has a function of collecting holes and electrons generated by light absorption. Therefore, it is preferable to use an electrode material suitable for collecting holes and electrons for the electrode. Examples of the electrode material suitable for collecting holes include materials having a high work function such as Au and ITO. On the other hand, an electrode material suitable for collecting electrons includes a material having a low work function such as Al.
なお、電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着、スパッタ等のドライプロセスにより形成することができる。また、例えば、導電性インク等を用いたウェットプロセスにより形成することもできる。この際、導電性インクとしては任意のものを使用することができ、例えば、導電性高分子、金属粒子分散液等を用いることができる。
さらに、電極は２層以上積層してもよく、表面処理による特性（電気特性やぬれ特性等）を改良してもよい。
In addition, there is no restriction | limiting in the formation method of an electrode. For example, it can be formed by a dry process such as vacuum deposition or sputtering. Further, for example, it can be formed by a wet process using a conductive ink or the like. At this time, any conductive ink can be used. For example, a conductive polymer, a metal particle dispersion, or the like can be used.
Furthermore, two or more electrodes may be laminated, and characteristics (electric characteristics, wetting characteristics, etc.) due to surface treatment may be improved.
・・光吸収層
光吸収層は、上述したＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体を含有する層である。通常、Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体はｐ型半導体として機能するため、後述するバッファ層をｎ型半導体で形成することにより、光を吸収して電気を発生させることが可能となっている。なお、Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体はそれぞれ１種で形成してもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、ＣＩＳ系半導体とＣＩＧＳ系半導体とを組み合わせても良い。
-Light absorption layer A light absorption layer is a layer containing the Cu-III-VI 2 group semiconductor mentioned above. Usually, since a Cu-III-VI group 2 semiconductor functions as a p-type semiconductor, it is possible to generate electricity by absorbing light by forming a buffer layer described later with an n-type semiconductor. Note that each of the Cu-III-VI group 2 semiconductors may be formed of one type, or two or more types may be used in any combination and ratio. Also, a CIS semiconductor and a CIGS semiconductor may be combined.
通常は光吸収層はＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体のみにより形成するが、本発明の効果を著しく損なわない限り、その他の成分を含有していても良い。例えば、Ａｇ等の添加剤などが挙げられる。なお、その他の成分は１種を含んでいてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で含んでいても良い。 Normally, the light absorption layer is formed only of a Cu-III-VI group 2 semiconductor, but may contain other components as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples thereof include additives such as Ag. In addition, the other component may contain 1 type and may contain 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.
光吸収層の形成方法に制限は無い。例えば、真空蒸着、スパッタ等により形成することができる。
さらに、光吸収層は通常１層のみを形成するが、２層以上積層してもよい。
There is no restriction | limiting in the formation method of a light absorption layer. For example, it can be formed by vacuum deposition, sputtering, or the like.
Furthermore, although the light absorption layer usually forms only one layer, two or more layers may be laminated.
・・バッファ層
バッファ層は、光吸収層と接するように積層される層であり、光吸収層が有する半導体がｐ型であればｎ型半導体により形成され、光吸収層が有する半導体がｎ型であればｐ型半導体により形成される。通常、Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体はｐ型半導体であるので、Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子においてバッファ層はｎ型半導体により形成される。
..Buffer layer The buffer layer is a layer laminated so as to be in contact with the light absorption layer. If the semiconductor of the light absorption layer is p-type, it is formed of an n-type semiconductor, and the semiconductor of the light absorption layer is n-type. If so, it is formed of a p-type semiconductor. In general, since the Cu-III-VI Group 2 semiconductor is a p-type semiconductor, the buffer layer in the Cu-III-VI Group 2 semiconductor solar cell element is formed of an n-type semiconductor.
バッファ層を形成する半導体の具体例を挙げると、ＣｄＳ、Ｚｎ１−ｘＭｇｘＯ（０＜ｘ＜０．８）、ＺｎＳ（Ｏ，ＯＨ）、ＩｎＳなどが挙げられる。また、前述のＣｕＩｎＳ２は作製条件により化学量論比からずれた組成とすることでｎ型半導体層としても形成可能であるため、これをバッファ層としてもよい。なお、バッファ層を形成する半導体は、１種でもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 Specific examples of the semiconductor forming the buffer layer include CdS, Zn 1-x Mg x O (0 <x <0.8), ZnS (O, OH), InS, and the like. In addition, since the above-described CuInS 2 can be formed as an n-type semiconductor layer by setting it to a composition deviating from the stoichiometric ratio depending on manufacturing conditions, it may be used as a buffer layer. In addition, the semiconductor which forms a buffer layer may be 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
バッファ層の形成方法に制限は無い。例えば、真空蒸着、スパッタ等により形成することができる。
さらに、バッファ層は通常１層のみを形成するが、２層以上積層してもよい。
There is no restriction | limiting in the formation method of a buffer layer. For example, it can be formed by vacuum deposition, sputtering, or the like.
Furthermore, the buffer layer usually forms only one layer, but two or more layers may be laminated.
〔有機太陽電池素子〕
有機太陽電池素子とは、構成材料として有機半導体を有する太陽電池素子をいう。ここで有機半導体とは、例えば、ナフタレン（或いはペリレン）テトラカルボン酸ジイミド、フラーレン（Ｃ６０）およびその誘導体等が挙げられる。
また、例えば、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリチエニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリアニリン等の共役高分子；アルキル置換されたオリゴチオフェン等の高分子半導体も挙げられる。これらは、有機溶媒に可溶な半導体であり、有機太陽電池素子の製造プロセスにおいて塗布法を使用できるため、好ましい。
さらに、例えば、ナフタセン、ペンタセン、ピレン、フラーレン等の縮合芳香族炭化水素；α−セキシチオフェン等のチオフェン環を４個以上含むオリゴチオフェン類；チオフェン環、ベンゼン環、フルオレン環、ナフタレン環、アントラセン環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環を合計４個以上連結したもの；ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の、芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物；銅フタロシアニン、パーフルオロ銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、テトラベンゾポルフィリン等のポルフィリン化合物及びその金属塩等の大環状化合物なども挙げられる。
その他、国際公開第２００７／１２６１０２号パンフレットに記載のものも使用できる。
[Organic solar cell element]
An organic solar cell element means a solar cell element having an organic semiconductor as a constituent material. Examples of the organic semiconductor include naphthalene (or perylene) tetracarboxylic acid diimide, fullerene (C 60 ), and derivatives thereof.
Moreover, for example, conjugated polymers such as polythiophene, polyfluorene, polythienylene vinylene, polyacetylene, and polyaniline; and polymer semiconductors such as alkyl-substituted oligothiophene are also included. These are semiconductors that are soluble in an organic solvent, and are preferable because a coating method can be used in the manufacturing process of an organic solar cell element.
Furthermore, for example, condensed aromatic hydrocarbons such as naphthacene, pentacene, pyrene, fullerene; oligothiophenes containing 4 or more thiophene rings such as α-sexithiophene; thiophene ring, benzene ring, fluorene ring, naphthalene ring, anthracene Rings, thiazole rings, thiadiazole rings, benzothiazole rings in total of 4 or more; aromatics such as naphthalene tetracarboxylic acid anhydride, naphthalene tetracarboxylic acid diimide, perylene tetracarboxylic acid anhydride, perylene tetracarboxylic acid diimide Examples thereof include carboxylic acid anhydrides and imidized products thereof; phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine and perfluorocopper phthalocyanine; porphyrin compounds such as tetrabenzoporphyrin and macrocyclic compounds such as metal salts thereof.
In addition, those described in International Publication No. 2007/126102 pamphlet can be used.
有機半導体は種類や使用状態に応じてｐ型、ｎ型、ｉ型のいずれかとして機能する。
また、有機半導体が示す半導体特性の程度は、Ｃｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体と同じ程度であることが好ましい。
The organic semiconductor functions as any of p-type, n-type, and i-type depending on the type and usage state.
Moreover, it is preferable that the grade of the semiconductor characteristic which an organic semiconductor shows is the same grade as a Cu-III-VI 2 group semiconductor.
前記の有機半導体は、通常、太陽電池素子７０６を構成する層のうちの少なくとも１つに含有され、太陽電池素子７０６は当該半導体を含有する層で光を吸収して電気が発生するようになっている。具体的な太陽電池素子７０６の構成を以下に例を挙げて説明する。ただし、太陽電池素子７０６は以下に説明する例に限定されるものではない。
The organic semiconductor is usually contained in at least one of the layers constituting the
例えば、有機太陽電池素子は、少なくとも、一対の電極間に活性層を備えて構成される。このような構成の太陽電池素子では、活性層において光が吸収されて電気が発生し、発生した電気が電極から取り出されるようになっている。 For example, the organic solar cell element includes at least an active layer between a pair of electrodes. In the solar cell element having such a configuration, light is absorbed in the active layer to generate electricity, and the generated electricity is extracted from the electrode.
・・電極
有機太陽電池素子においても、電極はＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子と同様である。
-Electrode Also in an organic solar cell element, an electrode is the same as that of a Cu-III-VI group 2 semiconductor solar cell element.
・・活性層
活性層は、半導体を含有する層であり、光を吸収して電荷を分離する層である。この活性層は、単層の膜のみによって構成されていてもよく、２以上の積層膜によって構成されていても良い。有機太陽電池素子においては、前記の半導体のうち少なくとも１種、好ましくは全てとして有機半導体を用いる。
.. Active layer The active layer is a layer containing a semiconductor and is a layer that absorbs light and separates charges. This active layer may be composed of only a single layer film or may be composed of two or more laminated films. In the organic solar cell element, an organic semiconductor is used as at least one of the semiconductors, preferably as all.
少なくともｐ型の半導体及びｎ型の半導体が含有されていれば、活性層の具体的な構成は任意である。例えば、ｎ型の半導体とｐ型の半導体とを別々の膜に含有させるようにしても良く、ｎ型の半導体とｐ型の半導体とを同じ膜に含有させても良い。また、ｎ型の半導体及びｐ型の半導体は、それぞれ、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 The specific configuration of the active layer is arbitrary as long as at least a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are contained. For example, an n-type semiconductor and a p-type semiconductor may be contained in separate films, or an n-type semiconductor and a p-type semiconductor may be contained in the same film. In addition, each of the n-type semiconductor and the p-type semiconductor may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
さらに、有機半導体は、通常、粒子状、ファイバー状等の凝集状態で存在する。この際、半導体の粒径は、通常２ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上、また、通常１０μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。有機太陽電池素子においてはこのような小粒径の粒子を活性層内で良好に分散させることが可能であり、特に、国際公開第２００７／１２６１０２号パンフレット等に記載されたように、潜在顔料を用いて製造した有機太陽電池素子においては特に良好に分散させることが可能である。 Furthermore, the organic semiconductor is usually present in an aggregated state such as in the form of particles or fibers. At this time, the particle size of the semiconductor is usually 2 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 10 μm or less, preferably 1 μm or less. In the organic solar cell element, it is possible to satisfactorily disperse particles having such a small particle size in the active layer. In the organic solar cell element manufactured by using it, it is possible to disperse particularly well.
潜在顔料とは、顔料の化学構造の異なる前駆体のことをいう。潜在顔料に対して例えば加熱や光照射等の外的な刺激を与えることにより、潜在顔料の化学構造は変化し、顔料に変換されるものである。
また、潜在顔料は、成膜性に優れるものが好ましい。成膜性が良好でない顔料であっても、潜在顔料の状態で成膜してから顔料に変換することにより、成膜時のコストを抑制することができるからである。特に、塗布プロセスを適用できるようにするためには、当該潜在顔料自体が液状で塗布可能であるか、当該潜在顔料が何らかの溶媒に対して溶解性が高く溶液として塗布可能であることが好ましい。溶解性の好適な範囲を挙げると、潜在顔料の溶媒に対する溶解性は、通常０．１重量％以上、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上である。
さらに、潜在顔料は、容易に顔料に変換できることが好ましい。潜在顔料から顔料への変換工程において、どのような外的な刺激を潜在顔料に与えるかは任意であるが、通常は、熱処理、光照射などを行なう。
また、潜在顔料は、変換工程を経て、高い収率で顔料に変換されることが好ましい。この際、潜在顔料から変換して得られる顔料の収率は有機光電変換素子の性能を著しく損なわない限り任意である。収率の好適な範囲を挙げると、潜在顔料から得られる顔料の収率は高いほど好ましく、通常９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９９％以上である。
潜在顔料を変換して得られる有機半導体は、一般的な溶媒への溶解度は小さい化合物である。ここで、一般的な溶媒への溶解度が小さいとは、例えば、トルエンに対する溶解度が、通常１％以下、好ましくは０．１％以下であることをいう。
A latent pigment refers to precursors having different chemical structures of pigments. By applying an external stimulus such as heating or light irradiation to the latent pigment, the chemical structure of the latent pigment is changed and converted into the pigment.
The latent pigment is preferably excellent in film formability. This is because even if the pigment has poor film formability, the cost during film formation can be reduced by forming the film in the state of a latent pigment and then converting it to a pigment. In particular, in order to be able to apply the coating process, it is preferable that the latent pigment itself can be applied in a liquid state, or the latent pigment can be applied as a solution with high solubility in some solvent. If the suitable range of solubility is mentioned, the solubility with respect to the solvent of a latent pigment is 0.1 weight% or more normally, Preferably it is 0.5 weight% or more, More preferably, it is 1 weight% or more.
Furthermore, it is preferable that the latent pigment can be easily converted into a pigment. In the process of converting the latent pigment to the pigment, what kind of external stimulus is given to the latent pigment is arbitrary, but usually heat treatment, light irradiation, etc. are performed.
Moreover, it is preferable that a latent pigment is converted into a pigment with a high yield through a conversion process. Under the present circumstances, the yield of the pigment obtained by converting from a latent pigment is arbitrary unless the performance of an organic photoelectric conversion element is impaired remarkably. If the suitable range of a yield is mentioned, the yield of the pigment obtained from a latent pigment is so preferable that it is high, and is 90% or more normally, Preferably it is 95% or more, More preferably, it is 99% or more.
An organic semiconductor obtained by converting a latent pigment is a compound having a low solubility in a general solvent. Here, the low solubility in a general solvent means, for example, that the solubility in toluene is usually 1% or less, preferably 0.1% or less.
活性層においては、ｐ型半導体とｎ型半導体とが相分離して、活性層が相分離構造を有していることが好ましい。活性層が相分離構造を有している場合には、光照射によりキャリア分離が起こり、正孔と電子とが生じた後で、それらが再結合することなく電極にたどりつく確率を高くすることが期待できるからである。このような相分離構造は、半導体として有機半導体と無機半導体とを組み合わせて用いた場合に好適に実現できる。 In the active layer, it is preferable that the p-type semiconductor and the n-type semiconductor are phase-separated and the active layer has a phase-separated structure. If the active layer has a phase separation structure, carrier separation occurs due to light irradiation, and after holes and electrons are generated, the probability of reaching the electrodes without recombination can be increased. Because it can be expected. Such a phase separation structure can be suitably realized when an organic semiconductor and an inorganic semiconductor are used in combination as semiconductors.
なお、相分離構造とは、相を構成する材料（例えば、半導体等）が分子レベルで均一に混合しておらず、それぞれの材料が凝集状態をとっている構造であり、その凝集状態の間に界面を有するものである。この相分離構造は、光学顕微鏡、あるいは電子顕微鏡、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等の局所的な構造を調べる手法で観察したり、Ｘ線回折で、凝集部分に由来する回折を観察したりして確認することができる。 A phase separation structure is a structure in which materials constituting a phase (for example, semiconductors) are not uniformly mixed at the molecular level, and each material is in an aggregated state, and between the aggregated states. Have an interface. This phase-separated structure can be observed by a method of examining a local structure such as an optical microscope, an electron microscope, or an atomic force microscope (AFM), or by diffracting from an aggregated portion by X-ray diffraction. Can be confirmed.
活性層の具体的な構成は、その有機太陽電池素子のタイプにより様々である。活性層の構成の例を挙げると、バルクヘテロ接合型、積層型（ヘテロｐｎ接合型）、ショットキー型などが挙げられる。 The specific configuration of the active layer varies depending on the type of the organic solar cell element. Examples of the configuration of the active layer include a bulk heterojunction type, a stacked type (hetero pn junction type), and a Schottky type.
バルクヘテロ接合型は、単一の活性層内に、ｐ型の半導体とｎ型の半導体とを含んで構成されている。そして、ｐ型の半導体とｎ型の半導体とが相分離した相分離構造となっていて、当該相の界面でキャリア分離が起こり、各相において正電荷（正孔）と負電荷（電子）とが分離、輸送されるものである。
バルクヘテロ接合型の活性層において、その相分離構造は、光吸収過程、励起子の拡散過程、励起子の解離（キャリア分離）過程、キャリア輸送過程などに対する影響がある。したがって、相分離構造を最適化することにより、良好な光電変換効率を実現することができるものと考えられる。
The bulk heterojunction type includes a p-type semiconductor and an n-type semiconductor in a single active layer. And it has a phase separation structure in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are phase-separated, carrier separation occurs at the interface of the phase, and positive charges (holes) and negative charges (electrons) in each phase Are separated and transported.
In the bulk heterojunction type active layer, the phase separation structure has an influence on the light absorption process, the exciton diffusion process, the exciton dissociation (carrier separation) process, the carrier transport process, and the like. Therefore, it is considered that good photoelectric conversion efficiency can be realized by optimizing the phase separation structure.
積層型（ヘテロｐｎ接合型）は、活性層が２以上の膜から構成されていて、少なくとも一つの膜がｐ型の半導体を含有して形成され、他の膜がｎ型の半導体を含有して形成されているものである。そして、当該ｐ型の半導体を含有する膜とｎ型の半導体を含有する膜との境界にはｐ型の半導体とｎ型の半導体との相界面が形成されて、当該相界面でキャリア分離が起こるようになっている。 In the stacked type (hetero pn junction type), the active layer is composed of two or more films, at least one film is formed containing a p-type semiconductor, and the other film contains an n-type semiconductor. Is formed. A phase interface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor is formed at the boundary between the film containing the p-type semiconductor and the film containing the n-type semiconductor, and carrier separation occurs at the phase interface. It is supposed to happen.
また、バルクヘテロ接合型と積層型とを組み合わせることも可能である。例えば、活性層を２以上の膜から構成すると共に、それらの膜の少なくとも一つにｐ型及びｎ型の両方の半導体を含有させるとともに、ｐ型の半導体とｎ型の半導体とが相分離するように構成するのである。この場合、積層した膜間に形成される相界面、及び、ｐ型及びｎ型の両方の半導体を含有した膜内におけるｐ型の半導体とｎ型の半導体との相界面の両方でキャリア分離が生じるようになっている。或いは、この場合、例えば積層した膜間において一方のキャリアをブロックして、電気取り出し効率を向上させることも期待されている。 It is also possible to combine a bulk heterojunction type and a laminated type. For example, the active layer is composed of two or more films, and at least one of these films contains both p-type and n-type semiconductors, and the p-type semiconductor and the n-type semiconductor are phase-separated. It is constituted as follows. In this case, carrier separation occurs at both the phase interface formed between the stacked films and the phase interface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor in the film containing both the p-type and n-type semiconductors. It has come to occur. Alternatively, in this case, for example, it is expected that one carrier is blocked between the laminated films to improve the electric extraction efficiency.
ショットキー型は、電極近傍にショットキー障壁が形成され、この部分の内部電場でキャリア分離を行なうものである。電極としてショットキー障壁を形成するものを用いればその活性層の構成に制限は無い。ショットキー型における活性層の具体的な構成は、前記のバルクヘテロ接合型、積層型及び両者を組み合わせた型のいずれを採用することも可能であり、特に高い特性（例えば、変換効率など）が期待できる。 In the Schottky type, a Schottky barrier is formed in the vicinity of an electrode, and carrier separation is performed by an internal electric field in this portion. If an electrode that forms a Schottky barrier is used as the electrode, the structure of the active layer is not limited. As the specific configuration of the active layer in the Schottky type, any of the above-described bulk heterojunction type, stacked type, and a combination type of both can be adopted, and particularly high characteristics (for example, conversion efficiency) are expected. it can.
なお有機太陽電池素子においては、活性層に少なくとも１種の有機半導体を用いるが、この他に無機物質を含んでいてもよい（以下、これをハイブリッド型と称する）。
ハイブリッド型は、活性層が無機物質及び有機物質を共に含有して形成されるものである。この際、少なくとも１種の有機半導体を含有する以外は、ハイブリッド型の活性層が含有する無機物質及び有機物質は半導体特性を有していないものでもよいが、半導体特性を有しているもの（即ち、無機半導体及び有機半導体）を使用することが好ましい。例えば、ハイブリッド型に用いる有機半導体としてはペリレン顔料、キナクリドン顔料、フタロシアニン顔料、ポルフィリン顔料等が挙げられ、無機半導体としてはチタニア、酸化亜鉛等が挙げられる。
In the organic solar cell element, at least one kind of organic semiconductor is used for the active layer, but an inorganic substance may be included in addition to this (hereinafter referred to as a hybrid type).
In the hybrid type, the active layer is formed by containing both an inorganic substance and an organic substance. At this time, the inorganic substance and the organic substance contained in the hybrid active layer may have no semiconductor characteristics except that they contain at least one kind of organic semiconductor, but those having semiconductor characteristics ( That is, it is preferable to use an inorganic semiconductor and an organic semiconductor. For example, perylene pigments, quinacridone pigments, phthalocyanine pigments, porphyrin pigments and the like are listed as organic semiconductors used in the hybrid type, and titania and zinc oxide are listed as inorganic semiconductors.
ハイブリッド型の活性層の層構成の具体例を挙げると、バルクヘテロ接合型の活性層において、ｐ型及びｎ型の半導体の一方として無機物質を使用すると共に他方として有機物質を使用した場合、ｐ型及びｎ型の半導体の一方又は両方として無機物質及び有機物質を使用した場合などが挙げられる。これにより、活性層は、無機半導体と有機半導体との混合膜として構成され、有機太陽電池素子の高効率化が期待できる。 A specific example of the layer structure of the hybrid type active layer is as follows. In the bulk heterojunction type active layer, when an inorganic substance is used as one of the p-type and n-type semiconductors and an organic substance is used as the other, the p-type is used. And the case where an inorganic substance and an organic substance are used as one or both of the n-type semiconductor and the like. Thereby, an active layer is comprised as a mixed film of an inorganic semiconductor and an organic semiconductor, and improvement in the efficiency of an organic solar cell element can be expected.
〔その他の事項〕
・・その他の層
上記の例に示したＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子、並びに有機太陽電池素子は、上述した電極、光吸収層、バッファ層及び活性層以外にその他の層を備えていても良い。なお、その他の層を形成する位置は太陽電池素子７０６の発電を阻害しない限り任意である。そのような層の例を挙げると、電極界面層が挙げられる。
[Other matters]
.. Other layers The Cu-III-VI group 2 semiconductor solar cell element and the organic solar cell element shown in the above example have other layers in addition to the above-described electrode, light absorption layer, buffer layer, and active layer. You may have. The positions where other layers are formed are arbitrary as long as the power generation of the
電極界面層は、光吸収層、バッファ層又は活性層と電極との間に、電気特性の改良のために設けられる層である。通常は、正孔を捕集する電極と光吸収層、バッファ層又は活性層との間には電子をブロックして正孔のみ伝導する層（ｐ型半導体層）を形成し、電子を捕集する電極と光吸収層、バッファ層又は活性層との間には正孔をブロックして電子のみ伝導する層（ｎ型半導体層）を形成する。 The electrode interface layer is a layer provided for improving electrical characteristics between the light absorbing layer, the buffer layer or the active layer and the electrode. Normally, a layer (p-type semiconductor layer) that blocks electrons and conducts only holes is formed between the electrode that collects holes and the light absorption layer, buffer layer, or active layer, and collects electrons. A layer that blocks holes and conducts only electrons (n-type semiconductor layer) is formed between the electrode to be formed and the light absorption layer, buffer layer, or active layer.
ｐ型半導体層の材料（ｐ型半導体）としては、生成した正孔を効率よく正極へ輸送できるものが好ましい。そのためには、ｐ型半導体は、正孔移動度が高いこと、導電率が高いこと、正極との間の正孔注入障壁が小さいこと、光吸収層、バッファ層又は活性層からｐ型半導体層への正孔注入障壁が小さいこと、などの性質を有することが好ましい。
さらに、ｐ型半導体層を通して光吸収層又は活性層に光を取り込む場合には、ｐ型半導体として透明な材料を用いることが好ましい。通常は光のうちでも可視光を光吸収層又は活性層に取り込むことになるため、透明なｐ型半導体としては、当該ｐ型半導体層を透過する可視光の透過率が、通常６０％以上、中でも８０％以上となるものを用いることが好ましい。これを実現するためには、可視光の吸収のない材料を用いるか、吸収があっても前記透過率を満たす程度に薄い薄膜としてｐ型半導体層を形成すればよい。
さらに、太陽電池素子７０６の製造コストの抑制、大面積化などを実現するためには、ｐ型半導体として有機半導体を用い、ｐ型半導体層をｐ型有機半導体層として形成することが好ましい。
As a material of the p-type semiconductor layer (p-type semiconductor), a material that can efficiently transport generated holes to the positive electrode is preferable. For this purpose, the p-type semiconductor has a high hole mobility, a high conductivity, a small hole injection barrier with the positive electrode, a light absorption layer, a buffer layer, or an active layer to a p-type semiconductor layer. It is preferable to have properties such as a small hole-injection barrier.
Furthermore, when taking light into the light absorption layer or the active layer through the p-type semiconductor layer, it is preferable to use a transparent material as the p-type semiconductor. Usually, visible light will be taken into the light absorption layer or active layer among the light, and as a transparent p-type semiconductor, the transmittance of visible light transmitted through the p-type semiconductor layer is usually 60% or more, Among them, it is preferable to use those that are 80% or more. In order to realize this, a material that does not absorb visible light is used, or the p-type semiconductor layer may be formed as a thin film that is thin enough to satisfy the transmittance even if there is absorption.
Furthermore, in order to reduce the manufacturing cost and increase the area of the
このような観点から、ｐ型半導体の好適な例を挙げると、ポルフィリン化合物又はフタロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は、中心金属を有していてもよいし、無金属のものでもよい。その具体例を挙げると、２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン、銅（ＩＩ）フタロシアニン、亜鉛（ＩＩ）フタロシアニン、チタンフタロシアニンオキシド、銅（ＩＩ）４，４’，４’’，４’’’−テトラアザ−２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン等のフタロシアニン化合物；テトラベンゾポルフィリン、テトラベンゾ銅ポルフィリン、テトラベンゾ亜鉛ポルフィリン等のポルフィリン化合物；などが挙げられる。 From this point of view, a suitable example of a p-type semiconductor includes a porphyrin compound or a phthalocyanine compound. These compounds may have a central metal or may be metal-free. Specific examples include 29H, 31H-phthalocyanine, copper (II) phthalocyanine, zinc (II) phthalocyanine, titanium phthalocyanine oxide, copper (II) 4,4 ′, 4 ″, 4 ′ ″-tetraaza-29H. , 31H-phthalocyanine and the like; and porphyrin compounds such as tetrabenzoporphyrin, tetrabenzocopper porphyrin, and tetrabenzozinc porphyrin;
また、ポルフィリン化合物及びフタロシアニン化合物以外の好ましいｐ型半導体の例としては、正孔輸送性高分子にドーパントを混合した系が挙げられる。この場合、正孔輸送性高分子の例としては、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどが挙げられる。一方、ドーパントの例としては、ヨウ素；ポリ（スチレンスルホン酸）、カンファースルホン酸等の酸；ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸；などが挙げられる。なお、ｐ型半導体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、ここで例示した半導体は、光吸収層、バッファ層又は活性層に含有させることも可能である。 Examples of preferable p-type semiconductors other than porphyrin compounds and phthalocyanine compounds include a system in which a dopant is mixed with a hole transporting polymer. In this case, examples of the hole transporting polymer include poly (ethylenedioxythiophene), polythiophene, polyaniline, polypyrrole, and the like. On the other hand, examples of the dopant include iodine; acids such as poly (styrene sulfonic acid) and camphor sulfonic acid; Lewis acids such as PF 5 , AsF 5 and FeCl 3 ; In addition, a p-type semiconductor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Moreover, the semiconductor illustrated here can also be contained in a light absorption layer, a buffer layer, or an active layer.
ｐ型半導体層の厚みに制限はないが、例えば有機太陽電池素子では、通常３ｎｍ以上、中でも１０ｎｍ以上、また、通常２００ｎｍ以下、中でも１００ｎｍ以下とすることが好ましい。ｐ型半導体層を厚くすることで膜の均一性が高まる傾向にあり、ｐ型半導体層を薄くすることで透過率が向上しまた直列抵抗が低下する傾向にある。
また、例えばＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体系太陽電池素子では、通常０．５μｍ以上、中でも１μｍ以上、また、通常１０μｍ以下、中でも５μｍ以下とすることが好ましい。ｐ型半導体層を薄くすると発電効率が低下する傾向にあり、厚くすること曲げた時に亀裂が入りやすくなったり、Ｍｏ層と乖離が生じ易くなる。
Although there is no restriction | limiting in the thickness of a p-type semiconductor layer, For example, in an organic solar cell element, it is preferable that it is normally 3 nm or more, especially 10 nm or more, and usually 200 nm or less, especially 100 nm or less. Increasing the thickness of the p-type semiconductor layer tends to increase the uniformity of the film, and decreasing the thickness of the p-type semiconductor layer tends to improve the transmittance and decrease the series resistance.
For example, in a Cu-III-VI group 2 semiconductor solar cell element, it is usually 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more, and usually 10 μm or less, preferably 5 μm or less. When the p-type semiconductor layer is thinned, the power generation efficiency tends to decrease. When the p-type semiconductor layer is thickened, cracks are easily generated when the p-type semiconductor layer is bent, or the Mo layer is easily separated.
一方、ｎ型半導体層に求められる役割は、光吸収層又は活性層から分離された正孔をブロックし、電子のみを負極に輸送するものである。ｎ型半導体層の材料（ｎ型半導体）としては、生成した電子を効率よく負極へ輸送できるものが好ましい。そのためには、ｎ型半導体は、電子移動度が高いこと、導電率が高いこと、負極との間の電子注入障壁が小さいこと、光吸収層、バッファ層又は活性層からｎ型半導体への電子注入壁が小さいこと、などの性質を有することが好ましい。
さらに、ｎ型半導体層を通して光吸収層又は活性層に光を取り込む場合には、ｎ型半導体として透明な材料を用いることが好ましい。通常は光のうちでも可視光を光吸収層又は活性層に取り込むことになるため、透明なｎ型半導体としては、当該ｎ型半導体層を透過する可視光の透過率が、通常６０％以上、中でも８０％以上となるものを用いることが好ましい。これを実現するためには、可視光の吸収のない材料を用いるか、吸収があっても前記透過率を満たす程度に薄い薄膜としてｎ型半導体層を形成すればよい。
また、ｎ型半導体層に求められる役割は、光吸収層又は活性層で光を吸収して生成する励起子（エキシトン）が負極により消光されるのを防ぐことにもある。そのためには、電子供与体及び電子受容体が有する光学的ギャップより大きい光学的ギャップを、ｎ型半導体が有することが好ましい。
On the other hand, the role required for the n-type semiconductor layer is to block holes separated from the light absorption layer or the active layer and transport only electrons to the negative electrode. As a material of the n-type semiconductor layer (n-type semiconductor), a material that can efficiently transport the generated electrons to the negative electrode is preferable. For this purpose, the n-type semiconductor has high electron mobility, high conductivity, a small electron injection barrier between the negative electrode, and electrons from the light absorption layer, buffer layer, or active layer to the n-type semiconductor. It is preferable to have properties such as a small injection wall.
Furthermore, when taking light into the light absorption layer or the active layer through the n-type semiconductor layer, it is preferable to use a transparent material as the n-type semiconductor. Usually, visible light will be taken into the light absorption layer or active layer among the light, and as a transparent n-type semiconductor, the transmittance of visible light transmitted through the n-type semiconductor layer is usually 60% or more, Among them, it is preferable to use those that are 80% or more. In order to realize this, a material that does not absorb visible light may be used, or the n-type semiconductor layer may be formed as a thin film that is thin enough to satisfy the transmittance even if there is absorption.
The role required for the n-type semiconductor layer is also to prevent the exciton (exciton) generated by absorbing light in the light absorption layer or active layer from being quenched by the negative electrode. For this purpose, the n-type semiconductor preferably has an optical gap larger than that of the electron donor and the electron acceptor.
このような観点から、ｎ型半導体の好適な例を挙げると、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体等の電子輸送性を示す有機化合物；ＴｉＯ２等の無機半導体などが挙げられる。なお、ｎ型半導体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、ここで例示した半導体は、光吸収層、バッファ層又は活性層に含有させることも可能である。 From this point of view, preferable examples of n-type semiconductors include organic compounds exhibiting electron transport properties such as phenanthroline derivatives and silole derivatives; inorganic semiconductors such as TiO 2 . In addition, an n-type semiconductor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios. Moreover, the semiconductor illustrated here can also be contained in a light absorption layer, a buffer layer, or an active layer.
ｎ型半導体層の厚みに制限はないが、例えば有機太陽電池素子では、通常２ｎｍ以上、中でも５ｎｍ以上、また、通常２００ｎｍ以下、中でも１００ｎｍ以下とすることが好ましい。ｎ型半導体層をこのような範囲の厚みに形成することにより、正極より入射した光が光吸収層又は活性層で吸収されずに透過した場合、負極で反射されて再び光吸収層又は活性層に戻ることによる光干渉効果を活用することが可能である。 Although there is no restriction | limiting in the thickness of an n-type semiconductor layer, For example, in an organic solar cell element, it is 2 nm or more normally, Especially 5 nm or more, Furthermore, it is preferable to set it as 200 nm or less especially 100 nm or less. By forming the n-type semiconductor layer in such a thickness range, when light incident from the positive electrode is transmitted without being absorbed by the light absorption layer or active layer, it is reflected by the negative electrode and is again reflected by the light absorption layer or active layer. It is possible to make use of the optical interference effect by returning to step (b).
・・太陽電池素子同士の接続
太陽電池素子７０６は、薄膜太陽電池７００の１個あたり１個だけを設けてもよいが、通常は２個以上の太陽電池素子７０６を設ける。具体的な太陽電池素子７０６の個数は任意に設定すればよい。太陽電池素子７０６を複数設ける場合、太陽電池素子７０６はアレイ状に並べて設けられていることが多い。
.. Connection of Solar Cell Elements Only one
太陽電池素子７０６を複数設ける場合、通常は、太陽電池素子７０６同士は電気的に接続され、接続された一群の太陽電池素子７０６から生じた電気を端子（図示せず）から取り出すようになっていて、この際、電圧を高めるため通常は太陽電池素子は直列に接続される。
When a plurality of
このように太陽電池素子７０６同士を接続する場合には、太陽電池素子７０６間の距離は小さいことが好ましく、ひいては、太陽電池素子７０６と太陽電池素子７０６との間の隙間は狭いことが好ましい。太陽電池素子７０６の受光面積を広くして受光量を増加させ、薄膜太陽電池７００の発電量を増加させるためである。
When the
・封止材７０７
封止材７０７は、上述した封止材７０５と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他は封止材７０７と同様のものを同様に用いることができる。
また、太陽電池素子７０６よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。
・ Sealing
The sealing
In addition, since the constituent member on the back side of the
・ゲッター材フィルム７０８
ゲッター材フィルム７０８は、上述したゲッター材フィルム７０４と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他はゲッター材フィルム７０４と同様のものを同様に必要に応じて用いることができる。
また、太陽電池素子７０６よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。また使用する水分あるいは酸素吸収剤をゲッター材フィルム７０４よりも多く含有するフィルムを用いることも可能となる。このような吸収剤としては、水分吸収剤としてＣａＯ、ＢａＯ、Ｚｒ−Ａｌ−ＢａＯ、酸素の吸収剤として活性炭、モレキュラーシーブなどが挙げられる。
・
The
In addition, since the constituent member on the back side of the
・ガスバリアフィルム７０９
ガスバリアフィルム７０９は、上述したガスバリアフィルム７０３と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他はガスバリアフィルム７０９と同様のものを同様に必要に応じて用いることができる。
また、太陽電池素子７０６よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。
・
The
In addition, since the constituent member on the back side of the
・バックシート７１０
バックシート７１０は、上述した耐候性保護フィルム７０１と同様のフィルムであり、配設位置が異なる他は耐候性保護フィルム７０１と同様のものを同様に用いることができる。また、このバックシート７１０が水及び酸素を透過させ難いものであれば、バックシート７１０をガスバリア層として機能させることも可能である。
また、太陽電池素子７０６よりも背面側の構成部材は必ずしも可視光を透過させる必要が無いため、可視光を透過させないものを用いることもできる。このため、バックシート７１０としては、以下に説明するもの（ｉ）〜（ｉｖ）を用いることが特に好ましい。
・ Back
The
In addition, since the constituent member on the back side of the
（ｉ）バックシート７１０としては、強度に優れ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性に優れた各種の樹脂のフィルムないしシートを使用することができる。例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルースチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、その他等の各種の樹脂のシートを使用することができる。これらの樹脂のシートの中でも、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂のシートを使用することが好ましい。なお、これらは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(I) As the
（ｉｉ）バックシート７１０としては、金属薄膜を用いることもできる。例えば、腐蝕防止したアルミニウム金属箔、ステンレス製薄膜などが挙げられる。なお、前記の金属は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(Ii) As the
（ｉｉｉ）バックシート７１０としては、例えばアルミ箔の両面にフッ素系樹脂フイルムを接着した防水性の高いシートを用いても良い。フッ素系樹脂としては、例えば、一弗化エチレン（商品名：テドラー，デュポン社製）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー（ＥＴＦＥ）、フッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）等が挙げられる。なお、フッ素系樹脂は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(Iii) As the
（ｉｖ）バックシート７１０としては、例えば、基材フィルムの片面あるは両面に、無機酸化物の蒸着膜を設け、更に、上記の無機酸化物の蒸着膜を設けた基材フィルムの両面に、耐熱性のポリプロピレン系樹脂フィルムを積層したものを用いてもよい。なお、通常は、基材フィルムにポリプロピレン系樹脂フィルムを積層する場合には、ラミネート用接着剤で張り合わせることで積層する。無機酸化物の蒸着膜を設けることで、水分、酸素等の侵入を防止する防湿性に優れたバックシート７１０として使用できる。
(Iv) As the
・・基材フィルム
基材フィルムとしては、基本的には、無機酸化物の蒸着膜等との密接着性に優れ、強度に優れ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性に優れた各種の樹脂のフィルムを使用することができる。例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリルースチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、その他等の各種の樹脂のフィルムを使用することができる。中でも、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、または、ポリエステル系樹脂のフィルムを使用することが好ましい。
・ ・ Base film Basically, the base film is excellent in tight adhesion with inorganic oxide deposition film, etc., excellent in strength, weather resistance, heat resistance, water resistance, and light resistance. The resin film can be used. For example, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resin, fluorine Resin, poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, various polyamide resins such as nylon, polyimide resin, polyamideimide resin, polyaryl phthalate resin Silicone resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyurethane resin, acetal resin, cellulose resin, etc. It is possible to use. Among these, it is preferable to use a film of a fluorine resin, a cyclic polyolefin resin, a polycarbonate resin, a poly (meth) acrylic resin, a polyamide resin, or a polyester resin.
上記のような各種の樹脂のフィルムのなかでも、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化ビニリデン系樹脂（ＰＶＤＦ）、または、フッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）等のフッ素系樹脂のフィルムを使用することがより好ましい。更に、このフッ素系樹脂のフィルムの中でも、特に、ポリフッ化ビニル系樹脂（ＰＶＦ）；テトラフルオロエチレンとエチレン又はプロピレンとのコポリマー（ＥＴＦＥ）からなるフッ素系樹脂のフィルムが、強度等の観点から特に好ましい。なお、前記樹脂は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。 Among the various resin films described above, for example, a film of a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), or vinyl fluoride resin (PVF) is used. More preferably it is used. Further, among these fluororesin films, in particular, a fluororesin film (PVF); a fluororesin film made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene or propylene (ETFE) is particularly preferable from the viewpoint of strength and the like. preferable. In addition, the said resin may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
また、上記のような各種の樹脂のフィルムのなかでも、シクロペンタジエン及びその誘導体、シクロヘキサジエン及びその誘導体等の環状ポリオレフィン系樹脂のフィルムを使用することもより好ましい。 Of the various resin films as described above, it is more preferable to use a film of a cyclic polyolefin resin such as cyclopentadiene and a derivative thereof, cyclohexadiene and a derivative thereof.
基材フィルムの膜厚としては、通常１２μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上であり、また、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。 The film thickness of the base film is usually 12 μm or more, preferably 20 μm or more, and is usually 300 μm or less, preferably 200 μm or less.
・・無機酸化物の蒸着膜
無機酸化物の蒸着膜としては、基本的に金属の酸化物を蒸着した薄膜であれば使用可能である。例えば、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、の酸化物の蒸着膜を使用することができる。この際、酸化ケイ素としては例えばＳｉＯｘ（ｘ＝１．０〜２．０）を用いることができ、酸化アルミニウムとしては例えばＡｌＯｘ（ｘ＝０．５〜１．５）を用いることができる。
なお、使用する金属及び無機酸化物の種類は１種でもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
..Deposited film of inorganic oxide As the deposited film of inorganic oxide, basically any thin film on which a metal oxide is deposited can be used. For example, a deposited film of an oxide of silicon (Si) or aluminum (Al) can be used. At this time, for example, SiO x (x = 1.0 to 2.0) can be used as silicon oxide, and for example, AlO x (x = 0.5 to 1.5) can be used as aluminum oxide. .
In addition, the kind of metal and inorganic oxide to be used may be 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
無機酸化物の蒸着膜の膜厚としては、通常５０Å以上、好ましくは１００Å以上であり、また、通常４０００Å以下、好ましくは１０００Å以下である。 The film thickness of the inorganic oxide vapor deposition film is usually 50 mm or more, preferably 100 mm or more, and is usually 4000 mm or less, preferably 1000 mm or less.
蒸着膜の作製方法としては、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）等を用いることができる。具体例を挙げると、基材フィルムの一方の面に、有機珪素化合物等の蒸着用モノマーガスを原料とし、キャリヤーガスとして、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを使用し、更に、酸素供給ガスとして、酸素ガス等を使用し、低温プラズマ発生装置等を利用する低温プラズマ化学気相成長法を用いて酸化珪素等の無機酸化物の蒸着膜を形成することができる。 As a method for forming the deposited film, a chemical vapor deposition method (chemical vapor deposition method, CVD method) such as a plasma chemical vapor deposition method, a thermal chemical vapor deposition method, or a photochemical vapor deposition method can be used. As a specific example, on one surface of the base film, a monomer gas for vapor deposition such as an organosilicon compound is used as a raw material, an inert gas such as argon gas or helium gas is used as a carrier gas, and oxygen is supplied. An oxygen oxide vapor or the like can be used as a gas, and a vapor deposition film of an inorganic oxide such as silicon oxide can be formed using a low temperature plasma chemical vapor deposition method using a low temperature plasma generator or the like.
・ポリプロピレン系樹脂フィルム
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレンの単独重合体；プロピレンと他のモノマー（例えばα−オレフィン等）との共重合体を使用することができる。また、ポリプロピレン系樹脂としては、アイソタクチック重合体を用いることもできる。
-Polypropylene resin film As a polypropylene resin, the homopolymer of propylene; for example, the copolymer of propylene and another monomer (for example, alpha olefin etc.) can be used. Moreover, an isotactic polymer can also be used as a polypropylene resin.
ポリプロピレン系樹脂の融点は通常１６４℃〜１７０℃であり、比重は通常０．９０〜０．９１であり、分子量は通常１０万〜２０万である。
ポリプロピレン系樹脂は、その結晶性により性質が大きく支配されるが、アイソタクチックの高いポリマーは、引っ張り強さ、衝撃強度に優れ、耐熱性、耐屈曲疲労強度を良好であり、かつ、加工性は極めて良好なものである。
The melting point of the polypropylene resin is usually from 164 ° C to 170 ° C, the specific gravity is usually from 0.90 to 0.91, and the molecular weight is usually from 100,000 to 200,000.
Polypropylene resins are largely controlled by their crystallinity, but high isotactic polymers have excellent tensile strength and impact strength, good heat resistance and bending fatigue strength, and workability. Is very good.
・・接着剤
基材フィルムにポリプロピレン系樹脂フィルムを積層する場合には、通常はラミネート用接着剤を用いる。これにより、基材フィルムとポリプロピレン系樹脂フィルムとはラミネート用接着剤層を介して積層されることになる。
ラミネート用接着剤層を構成する接着剤としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、反応型（メタ）アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等が挙げられる。なお、接着剤は１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
-Adhesive When laminating a polypropylene resin film on a base film, an adhesive for laminating is usually used. Thereby, a base film and a polypropylene resin film are laminated | stacked via the adhesive bond layer for lamination.
Examples of the adhesive constituting the adhesive layer for laminating include, for example, polyvinyl acetate adhesive, polyacrylate adhesive, cyanoacrylate adhesive, ethylene copolymer adhesive, cellulose adhesive, and polyester adhesive. Adhesives, polyamide adhesives, polyimide adhesives, amino resin adhesives, phenol resin adhesives, epoxy adhesives, polyurethane adhesives, reactive (meth) acrylic adhesives, silicone adhesives, etc. Is mentioned. In addition, 1 type may be used for an adhesive agent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
上記の接着剤の組成系は、水性型、溶液型、エマルジョン型、分散型等のいずれの組成物形態でもよい。また、その性状は、フィルム・シート状、粉末状、固形状等のいずれの形態でもよい。さらに、接着機構については、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれの形態でもよいものである。
上記の接着剤は、例えば、ロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、その他等のコート法、あるいは、印刷法等によって施すことができる。そのコーティング量としては、乾燥状態で０．１ｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２が望ましい。
The composition system of the adhesive may be any composition form such as an aqueous type, a solution type, an emulsion type, and a dispersion type. Moreover, the form may be any form such as a film / sheet form, a powder form, or a solid form. Furthermore, the bonding mechanism may be any form such as a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, and a hot pressure type.
The adhesive can be applied by a coating method such as a roll coating method, a gravure roll coating method, a kiss coating method, or the like, or a printing method. As the amount of coating, 0.1g / m 2 ~10g / m 2 is desirable in the dry state.
・シール材７１１
シール材７１１は、上述した耐候性保護フィルム７０１、紫外線カットフィルム７０２、ガスバリアフィルム７０３、ゲッター材フィルム７０４、封止材７０５、封止材７０７、ゲッター材フィルム７０８、ガスバリアフィルム７０９及びバックシート７１０の縁部をシールして、これらのフィルムで被覆された空間内に湿気及び酸素が浸入しないようにシールする部材である。
・
The sealing
シール材７１１に要求される防湿能力の程度は、単位面積（１ｍ２）の１日あたりの水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましく、０．０５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることがより好ましい。従来はこのように高い防湿能力を有するシール材７１１の実装が困難であったため、化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子のように優れた太陽電池素子を備えた太陽電池を実現することが困難であったが、このようなシール材７１１を適用することにより化合物半導体系太陽電池素子及び有機太陽電池素子の優れた性質を活かした薄膜太陽電池７００の実施が容易となる。
The degree of moisture capacity required for the sealing
さらに、薄膜太陽電池７００は光を受けて熱せされることが多いため、シール材７１１も熱に対する耐性を有することが好ましい。この観点から、シール材７１１の構成材料の融点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上であり、また、通常２５０℃以下、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下である。融点が低すぎると薄膜太陽電池７００の使用時にシール材７１１が融解する可能性がある。
Further, since the thin film
シール材７１１を構成する材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂等のポリマーが挙げられる。
なお、シール材７１１は１種の材料で形成されていてもよく、２種以上の材料で形成されていても良い。
Examples of the material constituting the sealing
Note that the sealing
シール材７１１は、少なくともガスバリアフィルム７０３，７０９の縁部をシールできる位置に設ける。これにより、少なくともガスバリアフィルム７０３，７０９及びシール材７１１で囲まれた空間を密閉し、この空間内に湿気及び酸素が侵入しないようにすることができる。
The sealing
このシール材７１１を形成する方法に制限は無いが、例えば、材料を耐候性保護フィルム７０１とバックシート７１０との間に注入することにより形成できる。形成方法の具体例を挙げると、以下の方法が挙げられる。
即ち、例えば封止材７０５の硬化が進行する途中で、半硬化状態の薄膜太陽電池７００を前記ラミネート装置から取り出し、太陽電池素子７０６の外周部であって耐候性保護シート１とバックシート７１０との間の部分に液状のポリマーを注入し、このポリマーを封止材７０５と共に硬化させればよい。また、封止材７０５の硬化が終了した後にラミネート装置から取り出して単独で硬化させてもよい。なお、前記のポリマーを架橋・硬化させるための温度範囲は通常１３０℃以上、好ましくは１４０℃以上であり、通常１８０℃以下、好ましくは１７０℃以下である。
Although there is no restriction | limiting in the method of forming this sealing
That is, for example, while the curing of the
・寸法等
本実施形態の薄膜太陽電池７００は、通常、膜状の薄い部材である。このように膜状の部材として薄膜太陽電池７００を形成することにより、薄膜太陽電池７００を建材、自動車、インテリア等に容易に設置できるようになっている。薄膜太陽電池７００は、軽く、割れにくく、従って安全性の高い太陽電池が得られ、また曲面にも適用可能であるため更に多くの用途に使用しうる。薄くて軽いため輸送や保管など流通面でも好ましい。更に、膜状であるためロール・トゥ・ロール式の製造が可能であり大幅なコストカットが可能である。
薄膜太陽電池７００の具体的な寸法に制限は無いが、その厚みは、通常３００μｍ以上、好ましくは５００μｍ以上、より好ましくは７００μｍ以上であり、また、通常３０００μｍ以下、好ましくは２０００μｍ以下、より好ましくは１５００μｍ以下である。
-Dimensions etc. The thin film
Although there is no restriction | limiting in the specific dimension of the thin film
・製造方法
本実施形態の薄膜太陽電池７００の製造方法に制限は無いが、例えば、耐候性保護フィルム７０１とバックシート７１０との間に、１個又は２個以上の太陽電池素子７０６を直列または並列接続したものを、紫外線カットフィルム７０２、ガスバリアフィルム７０３，７０９、ゲッター材フィルム７０４，７０８及び封止材７０５，７０７と共に一般的な真空ラミネート装置でラミネートすることで製造できる。この際、加熱温度は通常１３０℃以上、好ましくは１４０℃以上であり、通常１８０℃以下、好ましくは１７０℃以下である。また、加熱時間は通常１０分以上、好ましくは２０分以上であり、通常１００分以下、好ましくは９０分以下である。圧力は通常０．００１ＭＰａ以上、好ましくは０．０１ＭＰａ以上であり、通常０．２ＭＰａ以下、好ましくは０．１ＭＰａ以下である。圧力をこの範囲とすることで封止を確実に行い、かつ、端部からの封止材７０５，７０７がはみ出しや過加圧による膜厚低減を抑え、寸法安定性を確保しうる。
-Manufacturing method Although there is no restriction | limiting in the manufacturing method of the thin film
・利点
本実施形態の薄膜太陽電池７００は上述したように構成されているため、その受光面に光を照射されると、その光を吸収した太陽電池素子７０６が発電するようになっている。
この際、本実施形態の薄膜太陽電池７００は、ガスバリアフィルム７０３，７０９及びシール材７１１により太陽電池素子７０６を湿気から保護できるため、湿度が高い環境においても使用できる。また、この太陽電池は、紫外線カットフィルム７０２を備えているため、紫外線によりガスバリアフィルム７０３，７０９及び太陽電池素子７０６等が劣化せず、長期間にわたって高い効率で発電が可能である。このように、本例によれば湿気及び紫外線に対して耐性のある実用的な太陽電池を実現することができる。
Advantages Since the thin-film
At this time, the thin-film
また、本実施形態の薄膜太陽電池７００は、太陽電池素子７０６としてＣｕ−ＩＩＩ−ＶＩ２族半導体などの化合物半導体形太陽電池素子、及び／又は、有機太陽電池素子を備えていれば、高い発電効率で発電ができる。
さらに、本実施形態の薄膜太陽電池７００はゲッター材フィルム７０４，７０８を備えているため、太陽電池素子７０６を湿気及び酸素からより確実に保護できる。
また、本実施形態の薄膜太陽電池７００は耐候性保護フィルム７０１及びバックシート７１０を備えているため、天候の変化に対しても耐性を有し、より長期間にわたって安定して発電できる。
さらに、本実施形態の薄膜太陽電池７００は封止材７０５，７０７を備えているため、強度が高く取り扱い性が良好である。
Moreover, if the thin film
Furthermore, since the thin film
Moreover, since the thin film
Furthermore, since the thin-film
さらに、本実施形態の薄膜太陽電池７００は、長期間、外部に曝しても十分発電量の確保が可能になり、また十分な柔軟性や強度を有することで、設置できなかったような曲面への設置が可能である。
Furthermore, the thin-film
［その他］
以上、本発明のスイッチ装置及び電源供給切替装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更して実施できる。
例えば、上述した第一実施形態〜第六実施形態の各構成要素は、必要に応じて、任意に組み合わせて実施するようにしても良い。
また、例えば第三実施形態から第六実施形態において、第一実施形態で説明したように、各実施形態のスイッチ２０，２９，３８，４６を、太陽電池１８，１９，２７，２８，３７，４５が受ける光の強度に応じて導通／不導通を切り替えるスイッチとして構成することも可能である。
[Others]
Although the switch device and the power supply switching device of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention. Can be implemented.
For example, you may make it implement each component of 1st embodiment mentioned above-6th embodiment arbitrarily combining as needed.
Further, for example, in the third embodiment to the sixth embodiment, as described in the first embodiment, the
本発明は、電気機器への電力供給用のコンセントに用いて好適である。 The present invention is suitable for use as an outlet for supplying power to an electric device.
１，１６，３５ 電気配線
２，９，１７，２６，３６，４４ 出力端子
３，１０，３７，４５ 太陽電池
４，１１，２０，２９，３８，４６ スイッチ
５，２１，３９ コンセントボックス
６，１４，２２，３２，４０，４９ 差込口
７，１５，２３，３３，４１，５０ 常時ＯＦＦリレー
７Ａ，１５Ａ，２３Ａ，３３Ａ，４１Ａ，５０Ａ 常時ＯＦＦ接点
７Ｂ，１５Ｂ，２３Ｂ，３３Ｂ，４１Ｂ，５０Ｂ 駆動コイル
８，２５，４３ 電源プラグ部
１２，３０，４７ ハウジング
１３，３１，４８ 電源コード
１８，２７ 可視光吸収太陽電池
１９，２８ 赤外吸収太陽電池
２４，３４，４２，５１ 常時ＯＮリレー
２４Ａ，３４Ａ，４２Ａ，５１Ａ 常時ＯＮ接点
２４Ｂ，３４Ｂ，４２Ｂ，５１Ｂ 駆動コイル
１００，３００，５００ コンセント
２００，４００，６００ 電源供給切替装置
1, 16, 35
Claims (8)
光を受けて発電する太陽電池と、
前記電気配線と該出力端子との導通／不導通を切り替えるスイッチであって、該太陽電池で発電された電力により導通するスイッチとを備える
ことを特徴とするコンセント。 An output terminal for supplying electric power supplied from the electrical wiring to the electrical equipment;
A solar cell that generates light by receiving light;
An electrical outlet comprising: a switch that switches between conduction and non-conduction between the electrical wiring and the output terminal, the switch being electrically connected by electric power generated by the solar cell.
該スイッチが、該第一太陽電池から電力を供給され、且つ、該第二太陽電池から前記所定量以上の電力を供給されていないときに、前記の供給された電力により導通するようになっている
ことを特徴とする請求項１記載のコンセント。 As the solar cell, a first solar cell that generates power by receiving light in the visible region, and generates power of a predetermined amount or more by receiving light outside the visible region. A second solar cell that does not generate electric power, and the switch is supplied with electric power from the first solar cell, and when the electric power of the predetermined amount or more is not supplied from the second solar cell, 2. The outlet according to claim 1, wherein the outlet is made conductive by supplied electric power.
該スイッチが、供給される電力量がゼロより大きく第一電力量及び第二電力量の合計よりも小さいときに、前記の供給された電力により導通するようになっている
ことを特徴とする請求項１記載のコンセント。 The solar cell receives light in the visible region to generate power of the first power generation amount, and receives light outside the visible region to generate power of the second power generation amount,
The switch is electrically connected to the supplied electric power when the supplied electric power is larger than zero and smaller than the sum of the first electric energy and the second electric energy. Item 1. The outlet according to item 1.
該電源プラグ部に供給される電力を電気機器に供給するための出力端子と、
光を受けて発電する太陽電池と、
前記電源プラグ部と該出力端子との導通／不導通を切り替えるスイッチであって、該太陽電池で発電された電力により導通するスイッチとを備える
ことを特徴とする電源供給切替装置。 A power plug connected to an outlet and supplied with power from the outlet;
An output terminal for supplying power supplied to the power plug unit to an electrical device;
A solar cell that generates light by receiving light;
A power supply switching device, comprising: a switch for switching conduction / non-conduction between the power plug portion and the output terminal, the switch being conducted by power generated by the solar cell.
該スイッチが、該第一太陽電池から電力を供給され、且つ、該第二太陽電池から前記所定量以上の電力を供給されていないときに、前記の供給された電力により導通するようになっている
ことを特徴とする請求項５記載の電源供給切替装置。 As the solar cell, a first solar cell that generates power by receiving light in the visible region, and generates power of a predetermined amount or more by receiving light outside the visible region. A second solar cell that does not generate electric power, and the switch is supplied with electric power from the first solar cell, and when the electric power of the predetermined amount or more is not supplied from the second solar cell, 6. The power supply switching device according to claim 5, wherein the power supply switching device is turned on by the supplied power.
該スイッチが、供給される電力量がゼロより大きく第一電力量及び第二電力量の合計よりも小さいときに、前記の供給された電力により導通するようになっている
ことを特徴とする請求項５記載の電源供給切替装置。 The solar cell receives light in the visible region to generate power of the first power generation amount, and receives light outside the visible region to generate power of the second power generation amount,
The switch is electrically connected to the supplied electric power when the supplied electric power is larger than zero and smaller than the sum of the first electric energy and the second electric energy. Item 6. The power supply switching device according to Item 5.
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|---|---|---|---|
| JP2008214526A JP2010049998A (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Electrical receptacle and power source supply switching apparatus |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097869A1 (en) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | 三菱電機株式会社 | Air-conditioning device |
| WO2014097440A1 (en) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | 三菱電機株式会社 | Air-conditioning device |
| WO2014097870A1 (en) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | 三菱電機株式会社 | Air-conditioning device |
| JP2016021290A (en) * | 2014-07-11 | 2016-02-04 | 日本電信電話株式会社 | Sensing unit and function control system |
| WO2018192593A1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Corporacion Universidad De La Costa Cuc | Passive or standby power elimination device |
-
2008
- 2008-08-22 JP JP2008214526A patent/JP2010049998A/en active Pending
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