JP2015060907A - 太陽電池モジュール、時計、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の分割された太陽電池パネルを有し、かつ、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールを提供する。また、そのような太陽電池モジュールが実装された時計及び電子機器を提供する。
【解決手段】本発明の太陽電池モジュールは、導電性を有する支持基板と、太陽光を受けることで発電する発電層と、発電層上に形成された透明導電膜層と、を含み、外形の2点間を結ぶ分割線によって複数の個片に分割された太陽電池パネルと、個片同士を連結するように太陽電池パネルに貼着された可撓性基板と、を備え、分割線は、2点間を線分で結んだ距離より長いことを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の太陽電池モジュールは、導電性を有する支持基板と、太陽光を受けることで発電する発電層と、発電層上に形成された透明導電膜層と、を含み、外形の2点間を結ぶ分割線によって複数の個片に分割された太陽電池パネルと、個片同士を連結するように太陽電池パネルに貼着された可撓性基板と、を備え、分割線は、2点間を線分で結んだ距離より長いことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、太陽電池モジュール、時計、及び電子機器に関する。
複数の太陽電池素子を直列に接続して、ソーラー時計に用いられる太陽電池の発電電圧を向上させる構成が提案されている(例えば、特許文献1)。
上記のような複数の太陽電池素子を得る方法として、1つの太陽電池パネルを切断して複数の太陽電池パネルに分割する方法が挙げられる。この方法において、導電性を有する支持基板(例えば、SUS基板)と、発電層を介して積層される透明導電膜層(例えば、ITO:Indium Tin Oxide)とをそれぞれ電極として用いるような太陽電池パネルの場合、太陽電池パネルは、支持基板ごと切断され、複数の個片(太陽電池パネル)に分割される。
しかし、このように太陽電池パネルを複数の個片に分割すると、個片間の電気的接続や、腕時計等への実装が困難になるという問題があった。
しかし、このように太陽電池パネルを複数の個片に分割すると、個片間の電気的接続や、腕時計等への実装が困難になるという問題があった。
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、複数の分割された太陽電池パネルを有し、かつ、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールを提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、そのような太陽電池モジュールが実装された時計及び電子機器を提供することを目的の一つとする。
本発明の太陽電池モジュールの一つの態様は、導電性を有する支持基板と、太陽光を受けることで発電する発電層と、前記発電層上に形成された透明導電膜層と、を含み、外形の2点間を結ぶ分割線によって複数の個片に分割された太陽電池パネルと、前記個片同士を連結するように前記太陽電池パネルに貼着された可撓性基板と、を備え、前記分割線は、前記2点間を線分で結んだ距離より長いことを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールの一つの態様によれば、可撓性基板によって個片同士が連結され、かつ、太陽電池パネルを分割する分割線が、分割線が結ぶ外形の2点間を線分で結んだ距離よりも長い。そのため、分割線が直線とならず、各個片を連結する可撓性基板が直線で折れ曲がることが抑制される。これにより、複数の個片同士が連結され、かつ、個片同士の姿勢が変化することが抑制される。したがって、複数の個片(太陽電池パネル)を有し、かつ、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
前記分割線は、前記2点間を結んだ線分の少なくとも一部と重ならない構成としてもよい。
前記分割線は、前記分割線と前記可撓性基板とが重なる領域における前記分割線に沿った方向の両端部を結んだ線分の少なくとも一部と重ならない構成としてもよい。
この構成によれば、可撓性基板が直線で折れ曲がることをより抑制できる。
前記分割線は、前記分割線と前記可撓性基板とが重なる領域における前記分割線に沿った方向の両端部を結んだ線分の少なくとも一部と重ならない構成としてもよい。
この構成によれば、可撓性基板が直線で折れ曲がることをより抑制できる。
前記複数の個片が有する最大の発電可能面積を有する前記個片は、最小の前記発電可能面積を有する前記個片より大きく、2倍以下の前記発電可能面積を有する構成としてもよい。
太陽電池パネルの各個片をそれぞれ直列接続して用いる場合、太陽電池パネル全体で発電される電流の大きさは、各個片のうち発電可能面積が最小となる個片の発電する電流の大きさと同一となる。そのため、最小となる発電可能面積と他の個片の発電可能面積との差が大きいと、発電に寄与しない部分が大きくなり、太陽電池パネルの発電効率が低下してしまう。
太陽電池パネルの各個片をそれぞれ直列接続して用いる場合、太陽電池パネル全体で発電される電流の大きさは、各個片のうち発電可能面積が最小となる個片の発電する電流の大きさと同一となる。そのため、最小となる発電可能面積と他の個片の発電可能面積との差が大きいと、発電に寄与しない部分が大きくなり、太陽電池パネルの発電効率が低下してしまう。
これに対して、この構成によれば、最大の発電可能面積を有する個片は、最小の発電可能面積を有する個片より大きく、2倍以下の発電可能面積を有しているため、各個片で発電される電流の差を抑えることができ、太陽電池パネルの発電効率の低下を抑制できる。
前記複数の個片の前記発電可能面積は、互いに同一である構成としてもよい。
この構成によれば、太陽電池パネルの発電効率の低下をより抑制できる。
この構成によれば、太陽電池パネルの発電効率の低下をより抑制できる。
前記可撓性基板の平面視における面積は、前記太陽電池パネルの平面視における面積よりも小さい構成としてもよい。
この構成によれば、可撓性基板の平面視における面積が太陽電池パネルの平面視における面積よりも小さいため、太陽電池パネルから可撓性基板がはみ出すことを抑制できる。これにより、この構成によれば、太陽電池モジュールを実装することが容易である。
この構成によれば、可撓性基板の平面視における面積が太陽電池パネルの平面視における面積よりも小さいため、太陽電池パネルから可撓性基板がはみ出すことを抑制できる。これにより、この構成によれば、太陽電池モジュールを実装することが容易である。
本発明の時計の一つの態様は、文字盤と、上記の太陽電池モジュールと、を備えることを特徴とする。
本発明の時計の一つの態様によれば、上記の太陽電池モジュールを備えるため、実装された太陽電池モジュールの太陽電池パネルにおいて、複数の個片同士の姿勢が変化することが抑制されるため、信頼性に優れた時計が得られる。
本発明の時計の一つの態様によれば、上記の太陽電池モジュールを備えるため、実装された太陽電池モジュールの太陽電池パネルにおいて、複数の個片同士の姿勢が変化することが抑制されるため、信頼性に優れた時計が得られる。
前記文字盤の12時と6時とを通る仮想線によって、前記個片を第1領域と第2領域とに平面的に区画できる場合に、前記第1領域の発電可能面積と前記第2領域の前記発電可能面積との比は、1/9以上、1以下である構成としてもよい。
太陽電池パネルの各個片をそれぞれ直列接続して用いる場合、光が遮られる等により、いずれか一つの太陽電池パネルの個片が発電できない状態となると、太陽電池パネル全体で発電できなくなる場合があった。
太陽電池パネルの各個片をそれぞれ直列接続して用いる場合、光が遮られる等により、いずれか一つの太陽電池パネルの個片が発電できない状態となると、太陽電池パネル全体で発電できなくなる場合があった。
これに対して、この構成によれば、時計の12時と6時とを通る仮想線を境とした片側半分が遮光されてしまう場合であっても、各個片のそれぞれ少なくとも10%以上を、遮光されない状態、すなわち、発電可能な状態とできる。そのため、この構成によれば、時計の一部が遮光されるような場合であっても、太陽電池パネルが発電できなくなることを抑制できる。
前記太陽電池パネルには、時計の針を設置するための貫通孔が形成され、前記分割線は、前記貫通孔を通らない構成としてもよい。
この構成によれば、太陽電池モジュールを時計に実装する際に、太陽電池パネルの貫通孔を時計の針が設置される箇所に合わせて、太陽電池モジュールを設置する実装方法を採用できる。これにより、太陽電池モジュールの実装精度に優れた時計が得られる。
この構成によれば、太陽電池モジュールを時計に実装する際に、太陽電池パネルの貫通孔を時計の針が設置される箇所に合わせて、太陽電池モジュールを設置する実装方法を採用できる。これにより、太陽電池モジュールの実装精度に優れた時計が得られる。
本発明の電子機器の一つの態様は、上記の太陽電池モジュールを備えることを特徴とする。
本発明の電子機器の一つの態様によれば、上記の太陽電池モジュールを備えるため、信頼性に優れた電子機器が得られる。
本発明の電子機器の一つの態様によれば、上記の太陽電池モジュールを備えるため、信頼性に優れた電子機器が得られる。
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール及び時計(電子機器)について説明する。本実施形態においては、太陽電池モジュールとして、時計に用いられるものについて例示して説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
(第1実施形態)
まず、本実施形態の太陽電池モジュールについて説明する。
図1から図3は、本実施形態の太陽電池モジュール10を示す図である。図1は、平面図である。図2は、底面図である。図3は、図1におけるIII−III断面図である。
なお、以下の説明においてはXYZ座標系を設定し、このXYZ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、太陽電池パネル20(図1参照)の主面に垂直な方向をZ軸方向、Z軸方向と垂直で、太陽電池モジュール10を時計に実装した際に12時−6時方向となる方向をY軸方向、Z軸方向及びY軸方向と垂直な方向、すなわち、太陽電池モジュール10を時計に実装した際に3時−9時方向となる方向をX軸方向とする。
まず、本実施形態の太陽電池モジュールについて説明する。
図1から図3は、本実施形態の太陽電池モジュール10を示す図である。図1は、平面図である。図2は、底面図である。図3は、図1におけるIII−III断面図である。
なお、以下の説明においてはXYZ座標系を設定し、このXYZ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、太陽電池パネル20(図1参照)の主面に垂直な方向をZ軸方向、Z軸方向と垂直で、太陽電池モジュール10を時計に実装した際に12時−6時方向となる方向をY軸方向、Z軸方向及びY軸方向と垂直な方向、すなわち、太陽電池モジュール10を時計に実装した際に3時−9時方向となる方向をX軸方向とする。
本実施形態の太陽電池モジュール10は、図1及び図2に示すように、太陽電池パネル20と、可撓性基板30とを備える。
太陽電池パネル20は、太陽光を受けて発電する積層パネルである。本実施形態においては、太陽電池パネル20は、平面視(XY面視)で略正八角形状である。太陽電池パネル20の曲げ弾性は、可撓性基板30の曲げ弾性よりも大きい。
太陽電池パネル20は、太陽光を受けて発電する積層パネルである。本実施形態においては、太陽電池パネル20は、平面視(XY面視)で略正八角形状である。太陽電池パネル20の曲げ弾性は、可撓性基板30の曲げ弾性よりも大きい。
太陽電池パネル20は、図3に示すように、SUS基板(支持基板)21と、アルミニウム層(Al層)22と、酸化亜鉛層(ZnO層)23と、発電層24と、ITO膜層(透明導電膜層)25と、保護膜層26とが、この順で積層されて構成されている。太陽電池パネル20には、保護膜層26側(+Z側)から光が入射する。
SUS基板21は、本実施形態においては、負極として機能する基板である。
アルミニウム層22は、表面に凹凸が形成され、保護膜層26側(+Z側)から太陽電池パネル20に入射した太陽光のうち、発電層24を透過した光を散乱して反射する層である。
酸化亜鉛層23は、発電層24とアルミニウム層22との間で、光の屈折率を調整する層である。
アルミニウム層22と酸化亜鉛層23とによって、太陽電池パネル20の光利用効率を高めることができる。
アルミニウム層22は、表面に凹凸が形成され、保護膜層26側(+Z側)から太陽電池パネル20に入射した太陽光のうち、発電層24を透過した光を散乱して反射する層である。
酸化亜鉛層23は、発電層24とアルミニウム層22との間で、光の屈折率を調整する層である。
アルミニウム層22と酸化亜鉛層23とによって、太陽電池パネル20の光利用効率を高めることができる。
発電層24は、例えば、本実施形態においては、3層構造(トリプルジャンクション構造)の多接合型の発電層である。発電層24は、酸化亜鉛層23側(−Z側)から順に、第1アモルファスシリコンゲルマニウム層(a−SiGe層)24aと、第2アモルファスシリコンゲルマニウム層24bと、アモルファスシリコン層(a−Si層)24cとを備える。
第1アモルファスシリコンゲルマニウム層24aと第2アモルファスシリコンゲルマニウム層24bとは、アモルファスシリコンにゲルマニウムがドープされることによって形成される。第1アモルファスシリコンゲルマニウム層24aと第2アモルファスシリコンゲルマニウム層24bとの、ドープされているゲルマニウムの量は、それぞれ異なっている。第1アモルファスシリコンゲルマニウム層24aと、第2アモルファスシリコンゲルマニウム層24bと、アモルファスシリコン層24cとは、それぞれ吸収波長域が異なるように設定されている。
アルミニウム層22と、酸化亜鉛層23と、発電層24とを合わせて、太陽電池本体27と称する。
アルミニウム層22と、酸化亜鉛層23と、発電層24とを合わせて、太陽電池本体27と称する。
ITO膜層25は、本実施形態においては、正極として機能する透明な導電膜層である。
保護膜層26は、ITO膜層25を保護する層である。保護膜層26は、絶縁性を有すると共に、透光性を有する。保護膜層26としては、例えば、透明な樹脂を用いることができる。
保護膜層26は、ITO膜層25を保護する層である。保護膜層26は、絶縁性を有すると共に、透光性を有する。保護膜層26としては、例えば、透明な樹脂を用いることができる。
太陽電池パネル20には、図1に示すように、線状の間隙からなる分割線40と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。
太陽電池パネル20は、分割線40によって、複数の個片に分割されている。本実施形態においては、太陽電池パネル20は、第1個片20aと、第2個片20bとの2つの個片に分割されている。第2個片20bは、太陽電池パネル20の中心を含んでいる。
貫通孔41は、太陽電池パネル20の中心に形成されている。したがって、貫通孔41は、第2個片20bに形成されている。
太陽電池パネル20は、分割線40によって、複数の個片に分割されている。本実施形態においては、太陽電池パネル20は、第1個片20aと、第2個片20bとの2つの個片に分割されている。第2個片20bは、太陽電池パネル20の中心を含んでいる。
貫通孔41は、太陽電池パネル20の中心に形成されている。したがって、貫通孔41は、第2個片20bに形成されている。
分割線40は、太陽電池パネル20の外形の2点、すなわち、外形点P1と外形点P2とを結ぶようにして形成されている。分割線40は、円弧部40aと、第1直線部40bと、第2直線部40cとを含んでいる。
円弧部40aは、平面視(XY面視)において、貫通孔41を中心とし、太陽電池パネル20の1/3程度の径を有する半円弧状である。円弧部40aは、時計の9時側(−X側)に凸となるように形成されている。
円弧部40aは、平面視(XY面視)において、貫通孔41を中心とし、太陽電池パネル20の1/3程度の径を有する半円弧状である。円弧部40aは、時計の9時側(−X側)に凸となるように形成されている。
第1直線部40bと第2直線部40cとは、時計の12時−6時方向(Y軸方向)に沿って延びる直線状である。第1直線部40bは、外形点P1と円弧部40aの図示上側(+Y側)の端点とを接続している。第2直線部40cは、外形点P2と円弧部40aの図示下側(−Y側)の端点とを接続している。分割線40は、外形点P1と外形点P2とを結んだ線分C1よりも長い。分割線40は、貫通孔41を通らないように形成されている。
分割線40は、線分C1の少なくとも一部と重ならないように形成されている。すなわち、本実施形態においては、分割線40は、円弧部40aを含んでいることにより、線分C1の中央部分と重ならないように形成されている。
また、分割線40は、分割線40と可撓性基板30とが重なる領域43における、分割線40に沿った方向の両端部、すなわち、端点P3と端点P4とを結んだ線分C2の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、線分C1と線分C2とは、同一線上に位置するため、上記と同様に、分割線40は、線分C2の中央部分と重ならない。
ここで、図1においては、外形点P1,P2及び端点P3,P4は、それぞれ、分割線40の幅方向の中心となる位置に記載されているが、これに限られない。外形点P1,P2は、分割線40と太陽電池パネル20の外形とが交差する線分42a及び線分42b上の任意の点を選択できる。同様にして、端点P3,P4は、可撓性基板30の外形と分割線40とが重なる線分43a及び線分43b上の任意の点を選択できる。
分割線40の幅としては、例えば、0.1mm以上、0.3mm以下である。分割線40の幅がこの値の範囲内であることにより、可撓性基板30の折れ曲がりをより抑制しやすい。
分割線40の幅としては、例えば、0.1mm以上、0.3mm以下である。分割線40の幅がこの値の範囲内であることにより、可撓性基板30の折れ曲がりをより抑制しやすい。
分割線40によって分割された第2個片20b(最大の発電可能面積を有する個片)の平面視(XY面視)における面積(以下、発電可能面積と称する場合がある)は、第1個片20a(最小の発電可能面積を有する個片)の発電可能面積より大きく、2倍以下となるように設定される。本実施形態においては、例えば、第2個片20bの発電可能面積は、第1個片20aの発電可能面積の約1.2倍に設定されている。
可撓性基板30は、図2に示すように、第1個片20aと第2個片20bとを連結するようにして、太陽電池パネル20のSUS基板21上に貼着されている。可撓性基板30は、平面視(XY面視)において、切欠き部31によって正八角形の一部が欠けた形状である。
切欠き部31は、平面視(XY面視)において、太陽電池パネル20の中心側(−X側)の端部が円弧状となっている帯状の切欠きである。切欠き部31は、可撓性基板30の中心まで形成されている。可撓性基板30は、貫通孔41に可撓性基板30が重ならないように貼着されている。言い換えると、可撓性基板30は、切欠き部31内に貫通孔41が配置されるように貼着されている。また、可撓性基板30は、平面視(XY面視)において、SUS基板21側の電極接続部(図示せず)と重ならないようにして、SUS基板21上に貼着されている。SUS基板21側の電極接続部は、切欠き部31内に配置されていてもよく、切欠き部31の外側に配置されていてもよい。
また、本実施形態においては図示していないが、太陽電池パネル20には日付窓用の貫通孔が形成されている場合がある。その場合には、可撓性基板30は、平面視(XY面視)において、日付窓用の貫通孔と重ならないようにして貼着される。また、可撓性基板30は、例えば、日付窓用の貫通孔が可撓性基板30の切欠き部31内に配置されるように貼着される。
可撓性基板30の平面視(XY面視)における面積は、太陽電池パネル20の平面視(XY面視)における面積よりも小さい。また、可撓性基板30の曲げ弾性は、太陽電池パネル20の曲げ弾性よりも小さい。
次に、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法について説明する。
図4(A)〜(F)は、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法の手順を示す断面図である。図5は、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造過程における太陽電池パネル20を示す平面図であって、図4(F)における太陽電池基板28を拡大した図である。図6(A)〜(C)は、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法の手順を示す平面図である。
図4(A)〜(F)は、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法の手順を示す断面図である。図5は、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造過程における太陽電池パネル20を示す平面図であって、図4(F)における太陽電池基板28を拡大した図である。図6(A)〜(C)は、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法の手順を示す平面図である。
まず、図4(A)に示すように、SUS基板21と、太陽電池本体27と、ITO膜層25とがこの順で積層された太陽電池基板28を用意し、SUS基板21及びITO膜層25の表面にそれぞれレジスト層50,51を形成する。本実施形態においては、レジスト層50,51は、例えば、ネガ型のドライフィルムレジストで形成される。
次に、図4(B)に示すように、ITO膜層25上に形成されたレジスト層51を、第1個片20a及び第2個片20bの形状よりわずかに小さい平面形状を有する開口パターンが形成されたマスクを用いて露光・現像し、レジスト層51上に、レジスト層51が除去された部分からなる絶縁パターン51aを形成する。なお、本実施形態においては、レジスト層50,51は、ネガ型のレジストによって形成されているため、レジスト層51をマスクを介して露光すると共に、SUS基板21側のレジスト層50を全面露光する。
次に、図4(C)に示すように、ITO膜層25を絶縁パターン51aに沿ってエッチングする。エッチング方法としては、特に限定されず、ドライエッチングであっても、ウエットエッチングであってもよい。これにより、ITO膜層25上に、ITO膜層25が除去された部分からなる絶縁パターン25aが形成される(図5参照)。その後、レジスト層50,51を除去する。
次に、図4(D)に示すように、SUS基板21上にレジスト層52を形成するとともに、ITO膜層25上に、保護レジスト層53を形成する。本実施形態においては、レジスト層52及び保護レジスト層53は、例えば、ネガ型のドライフィルムレジストで形成される。
そして、SUS基板21上に形成されたレジスト層52を、太陽電池パネル20の外形から後述する連結部45を除いた形状、分割線40の形状及び貫通孔41の形状を有する開口パターンが形成されたマスクを用いて露光・現像し、レジスト層52上に、レジスト層52が除去された部分からなる形状パターン52aを形成する。なお、本実施形態においては、レジスト層52及び保護レジスト層53は、ネガ型のレジストによって形成されているため、レジスト層52をマスクを介して露光すると共に、ITO膜層25側の保護レジスト層53を全面露光する。
次に、図4(E)に示すように、形状パターン52aに沿って、SUS基板21側から、太陽電池基板28をエッチングする。上記ITO膜層25のエッチングと同様に、エッチング方法としては、特に限定されず、ドライエッチングであっても、ウエットエッチングであってもよい。これにより、太陽電池基板28上に、太陽電池基板28が除去された部分からなる形状パターン21aが形成される(図5参照)。
次に、図4(F)に示すように、保護レジスト層53及びレジスト層52を除去する。そして、ITO膜層25上に保護膜層26を形成する。これにより、太陽電池パネル20が形成される。
保護膜層26の表面には、ITO膜層25の一部が露出するように凹部26aが形成されている。凹部26aによって露出したITO膜層25の一部は、太陽電池パネル20が配線される際の接続端子となる。また、保護膜層26は、図5に示すように、太陽電池パネル20の端縁よりも内側となるように形成されている。
保護膜層26の表面には、ITO膜層25の一部が露出するように凹部26aが形成されている。凹部26aによって露出したITO膜層25の一部は、太陽電池パネル20が配線される際の接続端子となる。また、保護膜層26は、図5に示すように、太陽電池パネル20の端縁よりも内側となるように形成されている。
各太陽電池パネル20は、図5及び図6(A)に示すように、太陽電池基板28と連結部45を介して連結されている。連結部45は、太陽電池パネル20毎に6つずつ設けられている。より詳細には、太陽電池パネル20の第1個片20a及び第2個片20bは、それぞれ3つの連結部45によって太陽電池基板28と連結されている。
次に、図6(B)に示すように、太陽電池基板28を裏返し、SUS基板21上に可撓性基板30を貼着する。可撓性基板30は、太陽電池パネル20の第1個片20aと第2個片20bとを接続するようにして貼着される。可撓性基板30を貼着する方法としては、特に限定されず、例えば、ローラーを用いて貼着する方法を選択できる。
そして、図6(C)に示すように、連結部45を切断し、各太陽電池パネル20を太陽電池基板28から分離して、個片化する。
以上により、太陽電池基板28から、複数の太陽電池モジュール10が製造される。
そして、図6(C)に示すように、連結部45を切断し、各太陽電池パネル20を太陽電池基板28から分離して、個片化する。
以上により、太陽電池基板28から、複数の太陽電池モジュール10が製造される。
次に、太陽電池モジュール10を実装する本実施形態の時計について説明する。
本実施形態においては、太陽電池モジュール10を実装する時計として、腕時計を用いた場合について例示する。
図7及び図8は、太陽電池モジュール10が実装された本実施形態の腕時計1000を示す図である。図7は、平面図である。図8は、断面図である。図8においては、適宜図次を省略している。
本実施形態においては、太陽電池モジュール10を実装する時計として、腕時計を用いた場合について例示する。
図7及び図8は、太陽電池モジュール10が実装された本実施形態の腕時計1000を示す図である。図7は、平面図である。図8は、断面図である。図8においては、適宜図次を省略している。
この腕時計1000は、図7に示すように時計ケース1002と、この時計ケース1002に連結された一対のバンド1003とを備えて構成されたものである。時計ケース1002は、ステンレス等の金属材又はプラスチック樹脂等の樹脂材で形成されたもので、その内部には、図8に示すように、ムーブメント1004と、時計用文字盤(文字盤)1005と、太陽電池モジュール10とが収容されている。
時計ケース1002内の時計用文字盤1005側(時計表側,+Z側)には、樹脂製又は金属製の圧入リング(図示せず)を介して、ガラス製または樹脂製の透明カバー(図示せず)が圧入固定されている。また、時計ケース1002内のムーブメント1004側(時計裏側,−Z側)には、パッキン(図示せず)を介して裏蓋(図示せず)が螺合され、この裏蓋及び透明カバーによって時計ケース1002の内部の密封性が確保されている。
また、時計ケース1002には、図7に示すように、操作子としての竜頭1010と、2つの操作ボタン1011とが設けられている。竜頭1010は、多段階(本実施形態では2段階)で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられたものである。
ムーブメント1004は、図8に示すように、秒針1021と、分針1022と、時針1023と、電源装置1050とを備えている。秒針1021、分針1022及び時針1023は、同軸上に配列されている。すなわち、秒針1021、分針1022及び時針1023が設置されている各軸は、それぞれ同軸となるように設置されている。秒針1021、分針1022及び時針1023が設置される軸は、太陽電池モジュール10に形成された貫通孔41と、時計用文字盤1005に形成された貫通孔1005Aとを介して、時計用文字盤1005より上側(+Z側)に突出している。
電源装置1050は、ムーブメント1004に電力を供給する。電源装置1050は、太陽電池モジュール10によって充電される二次電池(図示せず)を含んでいる。
電源装置1050は、ムーブメント1004に電力を供給する。電源装置1050は、太陽電池モジュール10によって充電される二次電池(図示せず)を含んでいる。
時計用文字盤1005は、時刻を示す文字が表示された平板である。図7においては、12時、3時、6時、9時の時刻表示のみ示している。
時計用文字盤1005は、透光性を有している。時計用文字盤1005の光透過率は、例えば、20%である。
時計用文字盤1005は、透光性を有している。時計用文字盤1005の光透過率は、例えば、20%である。
太陽電池モジュール10は、時計用文字盤1005と、ムーブメント1004との間に設けられている。太陽電池モジュール10は、図7に示すように、分割線40の端部を結んだ線が、時計用文字盤1005の12時と6時とを結んだ線と同一線上になるように設けられている。
太陽電池モジュール10は、太陽電池パネル20の第1個片20aと第2個片20bとが、直列接続されて腕時計1000に実装されている。より詳細には、第1個片20aのITO膜層25(正極)と、第2個片20bのSUS基板(負極)とが電気的に接続されている。ITO膜層25における接続箇所(接続端子)は、前述した凹部26aによってITO膜層25が露出している部分である。
第1個片20aのSUS基板21と第2個片20bのITO膜層25とは、それぞれ二次電池を含む電源装置1050(外部回路)に電気的に接続されている。すなわち、太陽電池モジュール10は、二次電池を含む電源装置1050に電気的に接続されている。
第1個片20aのSUS基板21と第2個片20bのITO膜層25とは、それぞれ二次電池を含む電源装置1050(外部回路)に電気的に接続されている。すなわち、太陽電池モジュール10は、二次電池を含む電源装置1050に電気的に接続されている。
腕時計1000に時計用文字盤1005側(+Z側)から太陽光が照射されると、透光性を有する時計用文字盤1005を介して、太陽光が太陽電池モジュール10に照射される。これにより、太陽電池モジュール10が発電され、太陽電池モジュール10と電気的に接続された電源装置1050の二次電池が充電される。
本実施形態の太陽電池モジュール10によれば、第1個片20aと第2個片20bとが可撓性基板30によって連結されている。また、第1個片20aと第2個片20bとを分割する分割線40は、外形点P1と外形点P2とを結ぶ線分C1よりも長いため、直線となることがない。これにより、可撓性基板30が折れ曲がることが抑制される。したがって、太陽電池パネル20の第1個片20aと第2個片20bとの姿勢が変化しにくい状態で連結され、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
また、本実施形態によれば、分割線40は、外形点P1と外形点P2とを結ぶ線分C1の少なくとも一部、より詳細には、線分C1の中央部と重ならない。すなわち、線分C1の中央部は、第2個片20bの半円弧状の部分に位置している。本実施形態においては、可撓性基板30が折れ曲がる折曲線としては、線分C1と同一線上の直線が考えられるが、前述のように折曲線(線分C1)の中央部には、第2個片20bの半円弧状の部分が位置している。そのため、本実施形態によれば、可撓性基板30が折曲線で折れ曲がることが抑制される。
また、本実施形態によれば、分割線40は、可撓性基板30と分割線40との重なる領域43における端点P3と端点P4とを結ぶ線分C2の少なくとも一部、より詳細には、上記と同様に、線分C2の中央部と重ならない。そのため、本実施形態によれば、可撓性基板30が折れ曲がることがより抑制される。
第1個片20aと第2個片20bとを直列に接続する場合においては、第1個片20aで発電される電流値と、第2個片20bで発電される電流値とに差があると、太陽電池パネル20全体として発電される電流値は、第1個片20aで発電される電流値と、第2個片20bで発電される電流値とのうち小さい方の電流値となる。そして、各個片で発電される電流値は、各個片の発電可能面積に応じて決まる。したがって、第1個片20aの発電可能面積と第2個片20bの発電可能面積との差が大きいと、太陽電池パネル20全体の電流値が低下し、発電効率が低下する。
これに対して、本実施形態によれば、第2個片20bの発電可能面積は、第1個片20aの発電可能面積より大きく、2倍以下である。これにより、第1個片20aによって発電される電流値と第2個片20bによって発電される電流値との差を小さくでき、発電効率の低下を抑制できる。
また、本実施形態によれば、可撓性基板30の平面視(XY面視)における面積は、太陽電池パネル20の平面視における面積よりも小さい。そのため、可撓性基板30が太陽電池パネル20からはみ出すことを抑制できる。これにより、本実施形態によれば、太陽電池モジュール10を実装することが容易である。
また、本実施形態によれば、可撓性基板30に切欠き部31が形成されているため、SUS基板21上に可撓性基板30を貼着した際に、貫通孔41、SUS基板21側の電極接続部、及び日付窓用の貫通孔と、可撓性基板30とが、平面視において重ならないようにすることが容易である。すなわち、本実施形態によれば、貫通孔41、SUS基板21側の電極接続部、及び日付窓用の貫通孔が、切欠き部31内に配置されるように、可撓性基板30を貼着することが容易である。
可撓性基板30の製造方法としては、例えば、可撓性を有する平板状の部材を、金型加工によって、可撓性基板30の外形状に打抜く方法を選択できる。この際、可撓性基板30に切欠き部31のような切欠きではなく、貫通孔が形成されていると、金型加工によって打抜く形状が複雑になる場合があった。また、このような場合においては、可撓性を有する平板状の部材から、貫通孔に対応する部分が打抜かれるため、これを除去する必要が生じる等、製造プロセスが複雑化してしまう場合があった。
これに対して、本実施形態によれば、可撓性基板30は、切欠き部31が形成された形状であるため、可撓性基板30を金型加工によって製造することが容易である。
また、本実施形態によれば、貫通孔に対応するような、可撓性基板とは分離して打抜かれる部分が生じないため、製造プロセスが簡便となる。
また、本実施形態によれば、貫通孔に対応するような、可撓性基板とは分離して打抜かれる部分が生じないため、製造プロセスが簡便となる。
また、本実施形態によれば、発電層24として、アモルファスシリコンゲルマニウムからなる層を含んでいるため、太陽電池パネル20を2分割にして、直列接続した場合であっても、十分な電圧を得ることができる。
また、本実施形態の腕時計1000によれば、分割線40は、秒針1021、分針1022及び時針1023を設置するために形成されている太陽電池モジュール10の貫通孔41を通らない。そのため、太陽電池モジュール10を腕時計1000に実装する際に、貫通孔41を中心として、太陽電池モジュール10を設置できるため、精度よく太陽電池モジュール10を実装できる。
また、本実施形態の腕時計1000によれば、上述したようにして、太陽電池パネル20の第1個片20aと第2個片20bとの姿勢が変化しにくいため、太陽電池モジュール10が安定して実装されている。したがって、本実施形態によれば、信頼性に優れた腕時計が得られる。
また、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法において、太陽電池基板28に形状パターン21aを形成する方法によっては、形状パターン21aが形成されることによって形成される太陽電池パネル20の端縁において、ITO膜層25と、SUS基板21とが接触し、短絡してしまう場合がある。
これに対して、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法によれば、図5に示すように、ITO膜層25に絶縁パターン25aが形成されていることにより、太陽電池パネル20の端縁におけるITO膜層25は、太陽電池パネル20の中央部のITO膜層25とは絶縁されている。そのため、本実施形態によれば、太陽電池パネル20が短絡することを抑制できる。
これに対して、本実施形態の太陽電池モジュール10の製造方法によれば、図5に示すように、ITO膜層25に絶縁パターン25aが形成されていることにより、太陽電池パネル20の端縁におけるITO膜層25は、太陽電池パネル20の中央部のITO膜層25とは絶縁されている。そのため、本実施形態によれば、太陽電池パネル20が短絡することを抑制できる。
なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。
発電層24の構成は、必要な電圧が得られる範囲内において、特に限定されない。例えば、本実施形態においては、発電層24がアモルファスシリコンゲルマニウム層を1層だけ備えるような構成であってもよい。
また、発電層24の構成としては、上記説明した構成に限られず、太陽電池として用いられる構成のうちから任意な構成を選択してもよい。
また、発電層24の構成としては、上記説明した構成に限られず、太陽電池として用いられる構成のうちから任意な構成を選択してもよい。
また、上記説明した本実施形態においては、第2個片20bの発電可能面積が、第1個片20aの発電可能面積より大きく、2倍以下となるように設定されているが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、第1個片20aと第2個片20bとが、同一の発電可能面積を有していてもよい。
また、太陽電池パネル20に日付窓用の貫通孔が形成される場合においては、日付窓用の貫通孔が切欠き部31の外側に配置されるようにして、可撓性基板30が貼着されてもよい。
また、上記説明した実施形態においては、レジスト層50,51,52、及び保護レジスト層53は、ネガ型のドライフィルムレジストで形成されるものを用いたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、レジスト層50,51,52、及び保護レジスト層53は、ポジ型のレジストで形成されていてもよい。
また、上記説明した実施形態では、太陽電池モジュール10の製造方法におけるレジストパターン(絶縁パターン51a,形状パターン52a)の形成に、レジスト層を露光・現像してパターニングするフォトリソグラフィを用いたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、スクリーン印刷によって、レジストパターンを形成してもよい。
また、上記説明した実施形態では、ITO膜層25に絶縁パターン25aを形成する方法として、絶縁パターン51aが形成されたレジスト層51をマスクとして用いて、ITO膜層25をエッチングする方法を用いたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、レジスト層51を形成せずに、ITO膜層25を直接エッチングしてパターニングしてもよい。具体的には、ITO膜層25上に、スクリーン印刷によってペースト状のエッチャント(エッチング液)を絶縁パターン25aの形状となるように塗布し、ITO膜層25を直接ウエットエッチングする方法を用いてもよいし、レーザー等の集光性の高いビームを用いてITO膜層25を直接ドライエッチングする方法を用いてもよい。
また、上記説明した実施形態では、太陽電池基板28を加工する方法として、エッチングを用いたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、太陽電池基板28を加工する方法として、レーザーによる加工方法、ワイヤー放電による加工方法、金型等によるプレス加工・機械加工方法等を用いてもよい。
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態に対して、分割線の形状が異なる。
図9は、本実施形態の太陽電池モジュール110を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第2実施形態は、第1実施形態に対して、分割線の形状が異なる。
図9は、本実施形態の太陽電池モジュール110を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
太陽電池モジュール110は、図9に示すように、太陽電池パネル120と、可撓性基板30とを備える。
太陽電池パネル120には、線状の間隙からなる分割線140と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル120は、分割線140によって、第1個片120aと、第2個片120bとの2つの個片に分割されている。
太陽電池パネル120には、線状の間隙からなる分割線140と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル120は、分割線140によって、第1個片120aと、第2個片120bとの2つの個片に分割されている。
分割線140は、太陽電池パネル120の外形の2点、すなわち、外形点P11と外形点P12とを結ぶようにして形成されている。分割線140は、円弧部140aと、第1直線部140bと、第2直線部140cとを含んでいる。
円弧部140aは、平面視(XY面視)において、貫通孔41を中心として、太陽電池パネル120の半分程度の径を有する円弧状である。円弧部140aの中心角度は、180°より大きい。
円弧部140aは、平面視(XY面視)において、貫通孔41を中心として、太陽電池パネル120の半分程度の径を有する円弧状である。円弧部140aの中心角度は、180°より大きい。
第1直線部140bと第2直線部140cとは、平面視(XY面視)において、時計に実装された際の時計用文字盤における3時−9時方向(X軸方向)と平行な方向に沿って延びる直線状である。第1直線部140bは、外形点P11と円弧部140aの図示上側(+Y側)の端点とを接続している。第2直線部140cは、外形点P12と円弧部140aの図示下側(−Y側)の端点とを接続している。分割線140は、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T1に対して、線対称となっている。分割線140は、貫通孔41を通らないように形成されている。
分割線140は、外形点P11と外形点P12とを結ぶ線分C11の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態において、分割線140は、外形点P11及び外形点P12でのみ、線分C11と重なるように形成されている。
また、分割線140は、分割線140と可撓性基板30とが重なる領域143における、分割線140に沿った方向の端点P13と端点P14とを結んだ線分C12の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線140は、端点P13及び端点P14でのみ、線分C12と重なるように形成されている。
太陽電池パネル120の第1個片120aと、第2個片120bとは、平面視(XY面視)において、面積が同一となるように設定されている。すなわち、第1個片120aの発電可能面積と、第2個片120bの発電可能面積とは、同一となるように設定されている。
ここで、第1個片120aの発電可能面積と第2個片120bの発電可能面積とは、正確に同一でなくてもよい。第1個片120aの発電可能面積に対する第2個片120bの発電可能面積の比率が、0.9以上、1.1以下程度の範囲内は許容される。また、太陽電池モジュール110を実装した際に、係止部材等によって隠れる部分、すなわち、太陽光が照射されなくなる部分がある場合には、第1個片120aの発電可能面積と第2個片120bの発電可能面積とは、それぞれ隠れる部分の面積を考慮して、その比率が調整される。以下の説明において、発電可能面積が同一であるとは、上記と同様の意味を有する。
第1個片120a及び第2個片120bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T1によって、それぞれA1側に含まれる第1領域とB1側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積と第2領域の発電可能面積との比が、1/9以上、1以下となるように設定されている。すなわち、第1領域の発電可能面積と第2領域の発電可能面積とは、共に各個片全体の発電可能面積の10%以上となるように設定されている。言い換えると、第1領域の発電可能面積は、各個片全体の発電可能面積の10%以上、90%以下となるように設定されている。各領域の発電可能面積が異なる場合には、第1領域の発電可能面積と第2領域の発電可能面積とは、どちらが大きくてもよい。
本実施形態においては、第1個片120aにおける第1領域の発電可能面積は、第1個片120aにおける第2領域の発電可能面積よりも大きい。第1領域の発電可能面積に対する第2領域の発電可能面積の比は、約4/5である。
また、本実施形態においては、第2個片120bにおける第1領域の発電可能面積は、第2個片120bにおける第2領域の発電可能面積よりも小さい。第2領域の発電可能面積に対する第1領域の発電可能面積の比は、約3/4である。
また、本実施形態においては、第2個片120bにおける第1領域の発電可能面積は、第2個片120bにおける第2領域の発電可能面積よりも小さい。第2領域の発電可能面積に対する第1領域の発電可能面積の比は、約3/4である。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様にして、可撓性基板30が折れ曲がることを抑制でき、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
また、本実施形態によれば、第1個片120aの発電可能面積と第2個片120bの発電可能面積とが同一であるため、第1個片120aと第2個片120bとを直列接続したときの電流値を最大とできる。
本実施形態においては、太陽電池モジュール110を腕時計に実装する際に、第1個片120aと第2個片120bとは直列に接続されるため、どちらか一方がすべて隠れる状態、すなわち、太陽光が当たらず発電できない状態となると、太陽電池パネル120全体として発電できない状態となってしまう。
これに対して、本実施形態によれば、第1個片120aと第2個片120bとが、仮想線T1によって第1領域と第2領域に平面的に区画された際に、第1個片120aと第2個片120bとのそれぞれについて、第1領域の発電可能面積と第2領域の発電可能面積との比が、1/9以上、1以下となっている。そのため、腕時計を装着した際に、時計用文字盤の半分、すなわち、仮想線T1を境とした一方側の全体(例えば、A1側全体)が、衣服の袖等によって覆われた場合であっても、第1個片120a及び第2個片120bの発電可能面積におけるそれぞれ少なくとも10%以上には太陽光が照射され、第1個片120aと第2個片120bとを共に発電可能な状態とできる。したがって、本実施形態によれば、袖等により文字盤が隠れた場合においても、太陽電池パネル120全体として発電できない状態となることを抑制できる。
(第3実施形態)
第3実施形態は、第1実施形態に対して、分割線の形状が異なる。
図10は、第3実施形態の太陽電池モジュール210を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第3実施形態は、第1実施形態に対して、分割線の形状が異なる。
図10は、第3実施形態の太陽電池モジュール210を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
太陽電池モジュール210は、図10に示すように、太陽電池パネル220と、可撓性基板30とを備える。
太陽電池パネル220には、曲線状の間隙からなる分割線240と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル220は、分割線240によって、第1個片220aと、第2個片220bとの2つの個片に分割されている。
分割線240は、太陽電池パネル220の外形の2点、すなわち、外形点P21,P22を結ぶようにして形成されている。分割線240は、中心が太陽電池パネル220の外側に位置し、太陽電池パネル220よりも大きい径を有する円弧状である。分割線240は、12時側(+Y側)に凸となるように形成されている。分割線240は、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T2に対して、線対称となっている。分割線240は、貫通孔41を通らないように形成されている。
太陽電池パネル220には、曲線状の間隙からなる分割線240と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル220は、分割線240によって、第1個片220aと、第2個片220bとの2つの個片に分割されている。
分割線240は、太陽電池パネル220の外形の2点、すなわち、外形点P21,P22を結ぶようにして形成されている。分割線240は、中心が太陽電池パネル220の外側に位置し、太陽電池パネル220よりも大きい径を有する円弧状である。分割線240は、12時側(+Y側)に凸となるように形成されている。分割線240は、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T2に対して、線対称となっている。分割線240は、貫通孔41を通らないように形成されている。
分割線240は、外形点P21と外形点P22とを結ぶ線分C21の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線240は、外形点P21及び外形点P22でのみ、線分C21と重なるように形成されている。
また、分割線240は、分割線240と可撓性基板30とが重なる領域243における、分割線240に沿った方向の端点P23と端点P24とを結んだ線分C22の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線240は、端点P23及び端点P24でのみ、線分C22と重なるように形成されている。
太陽電池パネル220の第1個片220aと、第2個片220bとは、平面視(XY面視)において、面積が同一となるように設定されている。すなわち、第1個片220aの発電可能面積と、第2個片220bの発電可能面積とは、同一となるように設定されている。
第1個片220a及び第2個片220bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T2によって、それぞれA2側に含まれる第1領域とB2側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積が、第2領域の発電可能面積と同一となるように設定されている。
第1個片220a及び第2個片220bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T2によって、それぞれA2側に含まれる第1領域とB2側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積が、第2領域の発電可能面積と同一となるように設定されている。
本実施形態によれば、上記実施形態と同様にして、可撓性基板30が折れ曲がることを抑制でき、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
また、本実施形態によれば、第1個片220a及び第2個片220bを仮想線T2によって第1領域と第2領域とに区画された場合に、第1領域の発電可能面積と、第2領域の発電可能面積とが、同一となるように設定されている。そのため、太陽電池モジュール210を腕時計に実装した際に、仮想線T2を挟んだ一方側の全体(例えば、A2側全体)が衣服の袖等によって隠れた場合であっても、第1個片220a及び第2個片220b共に、発電可能面積の50%において発電できる状態とできる。これにより、本実施形態によれば、太陽電池パネル220の一部が遮光された際における太陽電池パネル220全体の発電効率の大幅な低下を抑制できる。
(第4実施形態)
第4実施形態は、第1実施形態に対して、分割線の形状が異なる。
図11は、本実施形態の太陽電池モジュール310を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第4実施形態は、第1実施形態に対して、分割線の形状が異なる。
図11は、本実施形態の太陽電池モジュール310を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
太陽電池モジュール310は、図11に示すように、太陽電池パネル320と、可撓性基板30とを備える。
太陽電池パネル320には、線状の間隙からなる分割線340と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル320は、分割線340によって、第1個片320aと、第2個片320bとの2つの個片に分割されている。
太陽電池パネル320には、線状の間隙からなる分割線340と、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル320は、分割線340によって、第1個片320aと、第2個片320bとの2つの個片に分割されている。
分割線340は、太陽電池パネル320の外形の2点、すなわち、外形点P31と外形点P32とを結ぶようにして形成されている。分割線340は、円弧部340aと、第1直線部340bと、第2直線部340cとを含んでいる。
円弧部340aは、平面視(XY面視)において、貫通孔41を中心とし、太陽電池パネル320の1/3程度の径を有する円弧状である。円弧部340aは、12時側(+Y側)に凸となるように形成されている。
円弧部340aは、平面視(XY面視)において、貫通孔41を中心とし、太陽電池パネル320の1/3程度の径を有する円弧状である。円弧部340aは、12時側(+Y側)に凸となるように形成されている。
第1直線部340bと第2直線部340cとは、平面視(XY面視)において、互いに平行でない直線状である。第1直線部340bは、外形点P31と円弧部340aの図示左側(−X側)の端点とを接続している。第2直線部340cは、外形点P32と円弧部340aの図示右側(+X側)の端点とを接続している。第1直線部340bと第2直線部340cとは、互いの3時−9時方向(X軸方向)の長さが図示下側(−Y側)に向かうに従って大きくなるように、それぞれ傾いて形成されている。分割線340は、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T3に対して、線対称となっている。分割線340は、貫通孔41を通らないように形成されている。
分割線340は、外形点P31と外形点P32とを結ぶ線分C31の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線340は、外形点P31及び外形点P32でのみ、線分C31と重なるように形成されている。
また、分割線340は、分割線340と可撓性基板30とが重なる領域343における、分割線340に沿った方向の端点P33と端点P34とを結んだ線分C32の少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線340は、端点P33及び端点P34でのみ、線分C32と重なるように形成されている。
太陽電池パネル320の第1個片320aと、第2個片320bとは、平面視(XY面視)において、面積が同一となるように設定されている。すなわち、第1個片320aの発電可能面積と、第2個片320bの発電可能面積とは、同一となるように設定されている。
第1個片320a及び第2個片320bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T3によって、それぞれA3側に含まれる第1領域とB3側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積が、第2領域の発電可能面積と同一となるように設定されている。
第1個片320a及び第2個片320bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T3によって、それぞれA3側に含まれる第1領域とB3側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積が、第2領域の発電可能面積と同一となるように設定されている。
本実施形態によれば、上記実施形態と同様にして、発電効率の低下が抑制され、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
(第5実施形態)
第5実施形態は、第1実施形態に対して、太陽電池パネルが3つの個片に分割されている点において異なる。
図12は、本実施形態の太陽電池モジュール410を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第5実施形態は、第1実施形態に対して、太陽電池パネルが3つの個片に分割されている点において異なる。
図12は、本実施形態の太陽電池モジュール410を示す平面図(XY面図)である。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
太陽電池モジュール410は、図12に示すように、太陽電池パネル420と、可撓性基板30とを備える。
太陽電池パネル420には、曲線状の間隙からなる2つの分割線440a,440bと、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル420は、分割線440a及び分割線440bによって、第1個片420aと、第2個片420bと、第3個片420cとの3つの個片に分割されている。
太陽電池パネル420には、曲線状の間隙からなる2つの分割線440a,440bと、時計の針を設置するための貫通孔41とが形成されている。太陽電池パネル420は、分割線440a及び分割線440bによって、第1個片420aと、第2個片420bと、第3個片420cとの3つの個片に分割されている。
分割線440aは、太陽電池パネル420の外形の2点、すなわち、外形点P41aと外形点P42aとを結ぶようにして形成されている。分割線440aは、平面視(XY面視)で、中心が太陽電池パネル420よりも図示上側(+Y側,外側)となり、太陽電池パネル420よりも大きい径を有する円弧状である。分割線440aは、6時側(−Y側)に凸となるように形成されている。分割線440aによって、太陽電池パネル420は、第1個片420aと、第2個片420bとに分割されている。
分割線440bは、太陽電池パネル420の外形の2点、すなわち、外形点P41bと外形点P42bとを結ぶようにして形成されている。分割線440bは、平面視(XY面視)で、中心が太陽電池パネル420よりも図示下側(−Y側,外側)となり、太陽電池パネル420よりも大きい径を有する円弧状である。分割線440bは、12時側(−Y側)に凸となるように形成されている。分割線440bによって、太陽電池パネル420は、第2個片420bと、第3個片420cとに分割されている。
分割線440a及び分割線440bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T4に対して、線対称となっている。分割線440a及び分割線440bは、貫通孔41を通らないように形成されている。
分割線440a及び分割線440bは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T4に対して、線対称となっている。分割線440a及び分割線440bは、貫通孔41を通らないように形成されている。
分割線440aは、外形点P41aと外形点P42aとを結ぶ線分C41aの少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線440aは、外形点P41a及び外形点P42aでのみ、線分C41aと重なるように形成されている。
分割線440bは、外形点P41bと外形点P42bとを結ぶ線分C41bの少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線440bは、外形点P41b及び外形点P42bでのみ、線分C41bと重なるように形成されている。
分割線440bは、外形点P41bと外形点P42bとを結ぶ線分C41bの少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線440bは、外形点P41b及び外形点P42bでのみ、線分C41bと重なるように形成されている。
また、分割線440aは、分割線440aと可撓性基板30とが重なる領域443aにおける、分割線440aに沿った方向の端点P43aと端点P44aとを結んだ線分C42aの少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線440aは、端点P43a及び端点P44aでのみ、線分C42aと重なるように形成されている。
また、同様に、分割線440bは、分割線440bと可撓性基板30とが重なる領域443bにおける、分割線440bに沿った方向の端点P43bと端点P44bとを結んだ線分C42bの少なくとも一部と重ならないように形成されている。本実施形態においては、分割線440bは、端点P43b及び端点P44bでのみ、線分C42bと重なるように形成されている。
太陽電池パネル420の第1個片420aと第2個片420bと第3個片420cとは、平面視(XY面視)において、面積が同一となるように設定されている。すなわち、第1個片420aの発電可能面積と、第2個片420bの発電可能面積と、第3個片420cの発電可能面積とは、同一となるように設定されている。
第1個片420a、第2個片420b及び第3個片420cは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T4によって、それぞれA4側に含まれる第1領域とB4側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積が、第2領域の発電可能面積と同一となるように設定されている。
第1個片420a、第2個片420b及び第3個片420cは、時計に実装した際の時計用文字盤の12時と6時とを通る仮想線T4によって、それぞれA4側に含まれる第1領域とB4側に含まれる第2領域とに平面的に区画された場合に、第1領域の発電可能面積が、第2領域の発電可能面積と同一となるように設定されている。
本実施形態によれば、上記実施形態と同様にして、発電効率の低下が抑制され、機器への実装性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
また、本実施形態によれば、太陽電池パネル420が3つの個片に分割されているため、それぞれを直列に接続することにより、太陽電池パネル420の発電できる電圧値を大きくすることができる。
なお、上記第1実施形態から第5実施形態においては、太陽電池パネルが2つまたは3つの個片に分割される場合について説明したが、これに限られない。本発明は、太陽電池パネルが4つ以上に分割されている場合にも適用できる。
また、上記第1実施形態から第5実施形態においては、太陽電池モジュールを実装する電子機器が腕時計である場合について説明したが、これに限られない。本発明の太陽電池モジュールを実装する電子機器としては、例えば、携帯端末等であってもよい。
10,110,210,310,410…太陽電池モジュール、20,120,220,320,420…太陽電池パネル、20a,120a,220a,320a,420a…第1個片(個片)、20b,120b,220b,320b,420b…第2個片(個片)、420c…第3個片(個片)、21…SUS基板(支持基板)、24…発電層、25…ITO膜層(透明導電膜層)、30…可撓性基板、40,140,240,340,440a,440b…分割線、41…貫通孔、43,143,243,343,443a,443b…領域、1000…腕時計(時計,電子機器)、1005…時計用文字盤(文字盤)、C1,C2,C11,C12,C21,C22,C31,C32,C41a,C41b,C42a,C42b…線分、T1,T2,T3,T4…仮想線
Claims (10)
- 導電性を有する支持基板と、太陽光を受けることで発電する発電層と、前記発電層上に形成された透明導電膜層と、を含み、外形の2点間を結ぶ分割線によって複数の個片に分割された太陽電池パネルと、
前記個片同士を連結するように前記太陽電池パネルに貼着された可撓性基板と、
を備え、
前記分割線は、前記2点間を線分で結んだ距離より長いことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記分割線は、前記2点間を結んだ線分の少なくとも一部と重ならない、請求項1に記載の太陽電池モジュール。
- 前記分割線は、前記分割線と前記可撓性基板とが重なる領域における前記分割線に沿った方向の両端部を結んだ線分の少なくとも一部と重ならない、請求項1または2に記載の太陽電池モジュール。
- 前記複数の個片が有する最大の発電可能面積を有する前記個片は、最小の前記発電可能面積を有する前記個片より大きく、2倍以下の前記発電可能面積を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記複数の個片の前記発電可能面積は、互いに同一である、請求項1から3のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 前記可撓性基板の平面視における面積は、前記太陽電池パネルの平面視における面積よりも小さい、請求項1から5のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
- 文字盤と、
請求項1から6のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールと、
を備えることを特徴とする時計。 - 前記文字盤の12時と6時とを通る仮想線によって、前記個片を第1領域と第2領域とに平面的に区画できる場合に、前記第1領域の発電可能面積と前記第2領域の前記発電可能面積との比は、1/9以上、1以下である、請求項7に記載の時計。
- 前記太陽電池パネルには、時計の針を設置するための貫通孔が形成され、
前記分割線は、前記貫通孔を通らない、請求項7または8に記載の時計。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013192876A JP2015060907A (ja) | 2013-09-18 | 2013-09-18 | 太陽電池モジュール、時計、及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=52818214
Family Applications (1)
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JP2013192876A Pending JP2015060907A (ja) | 2013-09-18 | 2013-09-18 | 太陽電池モジュール、時計、及び電子機器 |
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JP (1) | JP2015060907A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9639061B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-05-02 | Seiko Epson Corporation | Solar cell module, timepiece, and electronic device |
US9653633B2 (en) | 2014-08-06 | 2017-05-16 | Seiko Epson Corporation | Solar cell, electronic device, and manufacturing method of solar cell |
US9929289B2 (en) | 2014-08-06 | 2018-03-27 | Seiko Epson Corporation | Solar cell, electronic device, and manufacturing method of solar cell |
JP2021185379A (ja) * | 2017-09-26 | 2021-12-09 | セイコーエプソン株式会社 | 電子時計 |
-
2013
- 2013-09-18 JP JP2013192876A patent/JP2015060907A/ja active Pending
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