JP2017199885A - Solar power generation unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、色素増感太陽電池を備えた太陽光発電ユニットに関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation unit including a dye-sensitized solar cell.
従来、色素増感太陽電池として、透明電極を形成させた透明基板と、対向電極を形成させた対極基板と、前記透明電極上に形成させ多孔質の半導体材料に増感色素を担持させて形成させた半導体層と、前記半導体層と対向電極との間に設けられる液状又は擬液状の電解質と、前記電解質を封止して前記透明基板と前記対極基板とを固着させる封止材と、を備えた構造のものがある。
このような色素増感太陽電池では、例えば特許文献1に示されるようなフレキシブルタイプで個々の重量が小さく、薄型のものが知られている。
Conventionally, as a dye-sensitized solar cell, a transparent substrate on which a transparent electrode is formed, a counter electrode substrate on which a counter electrode is formed, and a sensitizing dye supported on a porous semiconductor material formed on the transparent electrode A liquid layer or a quasi-liquid electrolyte provided between the semiconductor layer and the counter electrode, and a sealing material that seals the electrolyte and fixes the transparent substrate and the counter electrode substrate. There is a thing of the structure provided.
As such a dye-sensitized solar cell, for example, a flexible type as shown in
特許文献1には、色素増感太陽電池の複数のセルが可撓性を有するフレキシブルな接続部材によって電気的に接続された電気モジュールについて記載されている。
上述した従来のフレキシブルな色素増感太陽電池では、様々な箇所に設置することができることから、例えば、屋外に設置する場合には天候の変化等による突発的な負荷に対して、容易に破損しないことが求められている。加えて、日光や風雨に晒される環境下において、劣化しにくく、破損しにくいことが求められている。
しかしながら、上述したようなフレキシブルタイプの色素増感太陽電池の外装材には柔軟な樹脂シートが用いられているため、直接光による熱や紫外線、或いは風雨等の天候の変化への耐久性や、長期にわたって屋外に晒されることへの耐久性(以下、両耐久性を総じて、耐候性ということがある)が満足できるものではなく、その点で改善の余地があった。
さらに、単に色素増感太陽電池の受光面を保護フィルム等の保護材で覆う構成にすることも考えられるが、発電効率が低下するおそれがある。
Since the conventional flexible dye-sensitized solar cell described above can be installed at various locations, for example, when installed outdoors, it is not easily damaged by sudden loads caused by changes in weather, etc. It is demanded. In addition, it is demanded that it is difficult to deteriorate and breakage in an environment exposed to sunlight and wind and rain.
However, because a flexible resin sheet is used for the exterior material of the flexible type dye-sensitized solar cell as described above, the durability against weather changes such as heat, ultraviolet rays, and wind and rain due to direct light, Durability to be exposed to the outdoors for a long period of time (hereinafter, both durability is sometimes referred to as weather resistance) is not satisfactory, and there is room for improvement in that respect.
Furthermore, it is conceivable that the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell is simply covered with a protective material such as a protective film, but the power generation efficiency may be reduced.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、発電効率を維持しつつ、耐候性に優れるフレキシブルタイプの太陽光発電ユニットを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the problem mentioned above, and it aims at providing the flexible type solar power generation unit excellent in a weather resistance, maintaining a power generation efficiency.
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽光発電ユニットは、色素増感太陽電池の受光面には、太陽の直接光が当たらない構成とされており、反射面を備える被取付部材と、前記被取付部材と離間して設けられた色素増感太陽電池と、を備え、前記色素増感太陽電池における前記受光面の反対面には、外部から遮蔽された遮蔽面を有する取付部材を備え、 前記色素増感太陽電池は、前記反対面を前記取付部材の遮蔽面側に向けた状態で配置されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the photovoltaic power generation unit according to the present invention is configured such that the light receiving surface of the dye-sensitized solar cell is not exposed to direct sunlight, and a mounted member including a reflective surface, A dye-sensitized solar cell provided apart from the attached member, and an attachment member having a shielding surface shielded from the outside on the opposite surface of the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell. The dye-sensitized solar cell is characterized by being arranged with the opposite surface facing the shielding surface side of the mounting member.
本発明では、被取付部材に備えられた反射面によって太陽光を色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることで、色素増感太陽電池で間接的な反射光を受光して発電することができる。
そして、色素増感太陽電池の受光面が取付部材の遮蔽面側に取り付けられているので、受光面に過剰な日光が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面が太陽光による熱、紫外線等に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面における劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)の向上を図ることができる。さらに、色素増感太陽電池の受光面が外部に露出していないので、風雨に晒されることによる受光面に汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
このように本発明では、色素増感太陽電池が反射光により発電する構成となるため、色素増感太陽電池を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、本発明では、反射面の面積を適宜調整することで色素増感太陽電池の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
In the present invention, sunlight is reflected toward the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell by the reflection surface provided on the attached member, and the indirect reflected light is received by the dye-sensitized solar cell to generate power. be able to.
Since the light receiving surface of the dye-sensitized solar cell is attached to the shielding surface side of the mounting member, it is possible to prevent or suppress excessive sunlight from directly entering the light receiving surface, and the light receiving surface is heated by sunlight. It is possible to prevent exposure to ultraviolet rays and the like. Therefore, deterioration and breakage on the light receiving surface can be suppressed while maintaining power generation efficiency, and durability (weather resistance) can be improved. Furthermore, since the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell is not exposed to the outside, it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency due to dirt adhering to the light-receiving surface due to exposure to wind and rain.
As described above, in the present invention, since the dye-sensitized solar cell is configured to generate power by reflected light, the dye-sensitized solar cell can be disposed indoors without being affected by the weather conditions.
Furthermore, in the present invention, the amount of light received by the dye-sensitized solar cell can be increased by appropriately adjusting the area of the reflecting surface, and the power generation efficiency can be improved.
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記色素増感太陽電池の受光面には、太陽の直接光が当たらないことを特徴としてもよい。 Moreover, the solar power generation unit according to the present invention may be characterized in that direct light of the sun does not strike the light receiving surface of the dye-sensitized solar cell.
この場合には、直接光が当たることによる熱や紫外線等による受光面の劣化や破損を防止することができ、色素増感太陽電池の耐候性を高めることができる。 In this case, it is possible to prevent the light receiving surface from being deteriorated or damaged due to heat, ultraviolet rays or the like due to direct light, and to improve the weather resistance of the dye-sensitized solar cell.
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記被取付部材及び前記取付部材は、建物の傾斜面を有する屋根の傾斜方向に沿って順次、重なり部を有して配置される屋根部材であり、重なり合う前記屋根部材同士の間には光取込み空間が形成され、前記屋根部材の上面に前記反射面が備えられ、下面に前記色素増感太陽電池が設けられていることを特徴としてもよい。 Moreover, the photovoltaic power generation unit according to the present invention is a roof member in which the attached member and the attachment member are sequentially arranged with overlapping portions along the inclination direction of the roof having the inclined surface of the building. Further, a light capturing space is formed between the overlapping roof members, the reflective surface is provided on the upper surface of the roof member, and the dye-sensitized solar cell is provided on the lower surface.
この場合には、一方の屋根部材の上面に備えられた反射面によって太陽光を、一方の屋根部材の上方に重なる他方の屋根部材の下面に設けられた色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることで、色素増感太陽電池で間接的な反射光を受光して発電することができる。この場合、互いに重なる屋根部材同士の間に光取込み空間が形成されているので、太陽の位置によって変化する反射面における太陽光の入射角度に対応して反射光を、確実に色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることができる。
このように、本発明では、建物の屋根に設けられる屋根部材を利用して色素増感太陽電池の発電効率を向上させることができる。
In this case, sunlight is directed to the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell provided on the lower surface of the other roof member that overlaps above the one roof member by the reflecting surface provided on the upper surface of the one roof member. By reflecting the light, the dye-sensitized solar cell can receive indirect reflected light and generate electric power. In this case, since the light capturing space is formed between the roof members that overlap each other, the dye-sensitized solar cell surely reflects the reflected light corresponding to the incident angle of sunlight on the reflecting surface that changes depending on the position of the sun. Can be reflected toward the light receiving surface.
Thus, in this invention, the electric power generation efficiency of a dye-sensitized solar cell can be improved using the roof member provided in the roof of a building.
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記反射面は、受光面側に反射機能を有する別の色素増感太陽電池から形成されていてもよい。 Moreover, the solar power generation unit which concerns on this invention WHEREIN: The said reflective surface may be formed from another dye-sensitized solar cell which has a reflective function in the light-receiving surface side.
この場合には、反射面が別の色素増感太陽電池を構成しているので、この別の色素増感太陽電池自体で発電させることができる。さらに、この別の色素増感太陽電池の受光面に入射した太陽光を、取付部材に固定される一方の色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることができるので、太陽光発電ユニット全体としての発電容量を増大させることができる。 In this case, since the reflecting surface constitutes another dye-sensitized solar cell, the other dye-sensitized solar cell itself can generate electric power. Furthermore, since the sunlight incident on the light receiving surface of this another dye-sensitized solar cell can be reflected toward the light receiving surface of one dye-sensitized solar cell fixed to the mounting member, the photovoltaic power generation unit The power generation capacity as a whole can be increased.
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記反射面は、保護材や紫外線吸収材で覆われていることを特徴としてもよい。 Moreover, the solar power generation unit according to the present invention may be characterized in that the reflecting surface is covered with a protective material or an ultraviolet absorber.
この場合には、屋外に露出して太陽光の直接光や風雨に晒される反射面が保護材で覆われているので、このような天候の変化に伴う耐候性を高めることができる。そのため、反射面における反射性能を維持することができ、反射面に入射する太陽光に対する反射光の光量の低下を抑制することができる。また、紫外線が太陽電池に当たるのを低減することができる。そのため、太陽電池の発電効率の劣化を低減させることができる。 In this case, since the reflective surface exposed to the outdoors and exposed to direct sunlight or wind and rain is covered with the protective material, it is possible to improve the weather resistance accompanying such a change in weather. Therefore, the reflection performance on the reflection surface can be maintained, and a decrease in the amount of reflected light with respect to sunlight incident on the reflection surface can be suppressed. Moreover, it can reduce that an ultraviolet-ray hits a solar cell. Therefore, deterioration of the power generation efficiency of the solar cell can be reduced.
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、被取付部材と、前記被取付部材と離間して設けられ、前記被取付部材に対向する受光面を有する色素増感太陽電池と、を備え、前記被取付部材と前記色素増感太陽電池との間には光取込み空間が形成され、外部の光を前記光取込み空間に導く導光部を備えていることを特徴としている。 In addition, a photovoltaic power generation unit according to the present invention includes a mounted member, and a dye-sensitized solar cell that is provided apart from the mounted member and has a light receiving surface facing the mounted member, A light taking-in space is formed between the attached member and the dye-sensitized solar cell, and a light guide part for guiding external light to the light taking-in space is provided.
本発明に係る太陽光発電ユニットでは、被取付部材と色素増感太陽電池との間に形成される光取込み空間に備えられる導光部によって太陽光等の外部の光が光取込み空間に導かれ、その導光部から発光される間接的な光を色素増感太陽電池の受光面で受光して発電することができる。
この場合には、色素増感太陽電池の受光面を外部から遮蔽された場所に配置させることが可能となるので、受光面に過剰な日光が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面が太陽光による熱、紫外線、及び風雨に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面における劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)の向上を図ることができる。さらに、色素増感太陽電池の受光面が外部に露出しない構成とすることが可能なため、風雨に晒されることによる受光面に汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
このように本発明では、色素増感太陽電池が導光部の発光により発電する構成となるため、色素増感太陽電池を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、本発明では、導光部の形態に応じて色素増感太陽電池の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
In the photovoltaic power generation unit according to the present invention, external light such as sunlight is guided to the light capturing space by the light guiding portion provided in the light capturing space formed between the attached member and the dye-sensitized solar cell. Indirect light emitted from the light guide portion can be received by the light receiving surface of the dye-sensitized solar cell to generate electric power.
In this case, the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell can be disposed at a place shielded from the outside, so that excessive sunlight can be prevented or suppressed from directly entering the light-receiving surface. It is possible to prevent the surface from being exposed to heat from sunlight, ultraviolet rays, and wind and rain. Therefore, deterioration and breakage on the light receiving surface can be suppressed while maintaining power generation efficiency, and durability (weather resistance) can be improved. Furthermore, since the light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell can be configured not to be exposed to the outside, it is possible to suppress a decrease in power generation efficiency due to dirt adhering to the light-receiving surface due to exposure to wind and rain.
As described above, in the present invention, since the dye-sensitized solar cell is configured to generate power by light emission from the light guide unit, the dye-sensitized solar cell can be disposed indoors without being affected by weather conditions.
Furthermore, in the present invention, the amount of light received by the dye-sensitized solar cell can be increased according to the form of the light guide section, and the power generation efficiency can be improved.
本発明の太陽光発電ユニットによれば、発電効率を維持しつつ、例えば直接光や風雨に晒されることを抑制可能な位置に配置することで、耐候性に優れるフレキシブルタイプのものを提供することができる。 According to the solar power generation unit of the present invention, it is possible to provide a flexible type that is excellent in weather resistance by being disposed at a position where it is possible to suppress exposure to direct light, wind and rain, for example, while maintaining power generation efficiency. Can do.
以下、本発明の実施の形態による太陽光発電ユニットについて、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a solar power generation unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1及び図2に示すように、本実施の形態の太陽光発電ユニット1は、反射板3(反射面)を備える屋根部材2(被取付部材)と、この屋根部材2の反射板3と離間して設けられたフィルム型の色素増感太陽電池10と、を備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG.1 and FIG.2, the solar
屋根部材2は、長尺の板状の周知の瓦材であり、長手方向を横方向に向けて屋根20の傾斜面(図1では屋根20の一方の傾斜面のみに屋根部材2が設けられている)に沿って順次、上下方向に重なり部を有して配置されている。そして、互いに重なり合う屋根部材2、2同士の間には所定の隙間S(光取込み空間)が形成されている。反射板3には、スズやアルミニウム等の光の反射効率の高い適宜な部材が採用される。或いは、ガラスにアルミニウム等を被覆したものであっても良い。
ここで、屋根部材2において、屋外に露出する上向きの表面を上面2aといい、下向きの裏面を下面2b(遮蔽面)という。
The
Here, in the
なお、反射板3は、図1及び図2において、屋根部材2の上面2aの全体にわたって配置されているが、上面2aのうち部分的に配置されていてもかまわない。要は、太陽光L1を反射板3で反射した反射光L2が当該屋根部材2の上方に重なる別の板状部材2の下面2b(遮蔽面)側に向かうように反射板3が配置されていれば良い。
1 and 2, the
屋根部材2における外部から遮蔽された下面2bには、色素増感太陽電池10が受光面10aを下方に向けた状態で配置されている。色素増感太陽電池10の受光面10aと反対側の反対面10bには、屋根部材2(取付部材)が設けられることになる。つまり、屋根部材2の上面2aには反射板3が配置され、下面2bには色素増感太陽電池10が配置されている。
なお、本実施の形態では、反射板3を設けているが、この反射板3を省略することも可能であり、この場合には屋根部材2の上面2a自体が反射面となる。また、反射板3に代えて、屋根部材2の上面2aに反射膜を被覆したものであってもかまわない。
On the
In the present embodiment, the reflecting
色素増感太陽電池10の受光面10aは、反射板3と対向して配置され、反射板3で反射された反射光L2が受光される。なお、色素増感太陽電池10は、屋外に直接露出しない屋根部材2の下面2b側に配置されるので、受光面10aには太陽の直接光が当たらないようになっている。
The
色素増感太陽電池10の構成は、特に限定されないが、図3を用いてその構成を説明する。
色素増感太陽電池10は、半導体電極11と対向電極12とが封止機能付きの導通材(図示省略)を介して対向配置されてなる電気モジュールである。なお、本実施の形態では、第1基材13及び第2基材14の間に形成された複数のセルの封止と、各セル同士の電気的な直列接続又は並列接続とを要する種々の電気モジュールを対象としている。
本実施の形態の色素増感太陽電池10は、直列接続されたセルのうち、色素増感太陽電池10の長さ方向の両端に位置するセルのそれぞれから取り出した端子を介して色素増感太陽電池の外部に設けられる端子ボックスに接続される構成となっている。
Although the structure of the dye-sensitized
The dye-sensitized
The dye-sensitized
具体的に色素増感太陽電池10は、第1基材13と、第2基材14と、半導体電極11と、対向電極12と、電解質15と、導通材(図示省略)と、を備えている。
半導体電極11は、第1基材13上に積層された透明導電膜11Aと、透明導電膜11A上に積層された多孔質の半導体層11Bと、を備えている。
対向電極12は、第2基材14上に積層された対向導電膜12Aと、対向導電膜12A上に積層された触媒層(図示省略)と、を備えている。
Specifically, the dye-sensitized
The
The
色素増感太陽電池10の導通材の両側方には、封止材16が配されている。導通材と封止材16とにより、電極間(即ち、半導体電極11と対向電極12との間)を接着している。そして、導通材に含まれた導電粒子によって、半導体電極11と対向電極12の間には厚み方向に間隙が形成され、その間隙内に電解質15が封止されている。
導通材は、半導体電極11及び対向電極12を構成する透明導電膜11A及び対向導電膜12Aに直接接触している。透明導電膜11A及び対向導電膜12Aの所定の箇所には、レーザ照射等によって絶縁された複数のパターニング部が設けられている。
The conductive material is in direct contact with the transparent
第1基材13及び第2基材14の材質は、特に限定されず、例えば、樹脂等の絶縁体、半導体、金属、ガラス等が挙げられる。前記樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニル、ポリアミド等が挙げられる。薄くて軽いフレキシブルな色素増感太陽電池10を製造する観点からは、基材は透明樹脂製であることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム又はポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムであることがより好ましい。なお、第1基材13の材質と第2基材14の材質とは、異なっていても構わない。
The material of the
透明導電膜11A、対向導電膜12Aの種類や材質は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池に使用される導電膜が適用可能であり、例えば、金属酸化物で構成される薄膜が挙げられる。前述の金属酸化物としては、スズドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アルミドープ酸化亜鉛(ATO)、酸化インジウム/酸化亜鉛(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)等が例示できる。
The types and materials of the transparent
半導体層11Bは、吸着した光増感色素から電子を受け取ることが可能な材料によって構成され、通常は多孔質であることが好ましい。半導体層11Bを構成する材料は特に限定されず、公知の半導体層11Bの材料が適用可能であり、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物半導体が挙げられる。
半導体層11Bに担持される光増感色素は特に限定されず、例えば有機色素、金属錯体色素等の公知の色素が挙げられる。前述の有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等が挙げられる。前記金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適に用いられる。
The
The photosensitizing dye supported on the
触媒層を構成する材料は、特に限定されず、公知の材料を適用可能であり、例えば、白金、カーボンナノチューブ等のカーボン類、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の導電性ポリマー等が挙げられる。 The material constituting the catalyst layer is not particularly limited, and a known material can be applied. For example, carbons such as platinum and carbon nanotubes, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (styrenesulfonic acid) ) (PEDOT / PSS) and other conductive polymers.
電解質15は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池で使用されている電解質を適用できる。電解質15としては、例えばヨウ素とヨウ化ナトリウムが有機溶媒に溶解された電解液等が挙げられる。
電解質15が接触する半導体層11Bにおいて多孔質内部を含む表面には、図示しない公知の光増感色素が吸着している。
The
A well-known photosensitizing dye (not shown) is adsorbed on the surface of the
導通材は、例えば、導線、導電チューブ、導電箔、導電板および導電メッシュ、導電ペーストから選ばれる1種以上が用いられる。ここで導電ペーストとは、比較的剛性が低く、柔らかい形態の導電性材料であり、例えば固形の導通材が有機溶媒、バインダー樹脂等の粘性を有する分散媒に分散された形態を有し得る。導通材6は両面接着タイプの銅テープのように、導通と接着の両方の機能を有していても良い。さらに導通材としては、例えば、金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、タングステン、鉄、アルミニウム等の金属、或いはこれらの金属のうち2種以上の合金等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性の微粒子(例えば、前記金属又は合金の微粒子、カーボンブラックの微粒子等)が分散された、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂組成物等も前記材料として挙げられる。 As the conductive material, for example, at least one selected from a conductive wire, a conductive tube, a conductive foil, a conductive plate and a conductive mesh, and a conductive paste is used. Here, the conductive paste is a conductive material having a relatively low rigidity and a soft form. For example, the conductive paste may have a form in which a solid conductive material is dispersed in a viscous dispersion medium such as an organic solvent or a binder resin. The conducting material 6 may have both functions of conduction and adhesion like a double-sided adhesive type copper tape. Furthermore, examples of the conductive material include metals such as gold, silver, copper, chromium, titanium, platinum, nickel, tungsten, iron, and aluminum, or alloys of two or more of these metals. Not. Examples of the material also include resin compositions such as polyurethane and polytetrafluoroethylene (PTFE) in which conductive fine particles (for example, fine particles of the metal or alloy, fine particles of carbon black, etc.) are dispersed.
封止材16は、対向する第1基材13及び第2基材14を接着し、且つこれら基材13、14間に形成されたセルを封止することが可能な非導電性の部材であれば特に制限されない。封止材16の材料としては、例えば、ホットメルト接着剤(熱可塑性樹脂)、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、並びに、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を含んだ樹脂等、一時的に流動性を有し、適当な処理により固化される樹脂材料等が挙げられる。前記ホットメルト接着剤としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。前記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾオ
キサゾン樹脂等が挙げられる。前記紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の光重合性のモノマーを含むものが挙げられる。
The sealing
次に、上述した太陽光発電ユニット1の作用について図面を用いて詳細に説明する。
本実施の形態では、図2に示すように、一方の屋根部材2の上面2aに備えられた反射板3によって太陽光L1を、一方の屋根部材2の上方に重なる他方の屋根部材2の下面2bに設けられ、反射板3から離間して設けられた色素増感太陽電池10の受光面10aに向けて反射させることで、色素増感太陽電池10で間接的な反射光L2を受光して発電することができる。
Next, the effect | action of the solar
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, sunlight L <b> 1 is reflected by the
そして、色素増感太陽電池10の受光面10aが屋根部材2の下面2b側に取り付けられているので、受光面10aに過剰な日光(直接光)が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面10aが太陽光L1による熱、紫外線、及び風雨に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面10aにおける劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)を向上させることができる。さらに、色素増感太陽電池10の受光面10aが外部に露出していないので、風雨に晒されることによる受光面10aに汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
And since the light-receiving
また、本実施の形態の場合には、互いに重なる屋根部材2、2同士の間に光取込み空間となる隙間Sが形成されているので、太陽の位置によって変化する反射板3における太陽光L1の入射角度に対応して反射光L2を、確実に色素増感太陽電池10の受光面10aに向けて反射させることができる。
また、本実施の形態では、建物の屋根20に設けられる屋根部材2を利用して色素増感太陽電池10の発電効率の向上を図ることができる。
Moreover, in the case of this Embodiment, since the clearance gap S used as the light taking-in space is formed between the
Moreover, in this Embodiment, the improvement of the electric power generation efficiency of the dye-sensitized
このように本実施の形態では、色素増感太陽電池10が反射光L2により発電する構成となるため、色素増感太陽電池10を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、本実施の形態では、反射板3の面積を適宜調整することで色素増感太陽電池10の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
Thus, in this embodiment, since the dye-sensitized
Furthermore, in this Embodiment, the light-receiving amount of the dye-sensitized
このように本実施の形態では、発電効率を維持しつつ、例えば直接光や風雨に晒されることを抑制可能な位置に配置することで、耐候性に優れるフレキシブルタイプのものを提供することができる。 As described above, in the present embodiment, it is possible to provide a flexible type that is excellent in weather resistance, for example, by being arranged at a position where exposure to direct light or wind and rain can be suppressed while maintaining power generation efficiency. .
次に、本発明の太陽光発電ユニットによる他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, another embodiment of the photovoltaic power generation unit of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for members or parts that are the same as or similar to those of the first embodiment described above. Description is omitted, and a configuration different from the first embodiment will be described.
(第2の実施の形態)
図4に示す第2の実施の形態による太陽光発電ユニット1Aは、建物の天井部22(被取付部材)と、屋根20の下面20aに設けられ天井部22と離間して設置されて、天井部22に対向する受光面10aを有する色素増感太陽電池10と、を備え、天井部22と色素増感太陽電池10(屋根20)との間には屋根裏空間23(光取込み空間)が形成され、外部の光(太陽光L1)を屋根裏空間23に導く光ファイバー管4(導光部)を備えている。ここで、本実施の形態では、屋根裏空間23には太陽光L1が直接、入射しないようになっている。
(Second Embodiment)
A photovoltaic
光ファイバー管4は、コアとコアを囲繞するクラッドとを備える公知のもので、屋根裏空間23における色素増感太陽電池10の下方の範囲に配置されている。光ファイバー管
4の一端4aは、屋外の屋根20上に設けられる集光部41に接続されている。集光部41は、光ファイバー管4の光源として太陽光L1(外部の光)を集光する。光ファイバー管4は、少なくとも屋根裏空間23内に配置される部分で被覆材がなく露出した状態となっていて、集光部41で集光された太陽光L1を管全周から放射状に光L3を発光させる構成となっている。
なお、光ファイバー管4の本数、配置等は、色素増感太陽電池10の大きさや位置、屋根裏空間23の広さ等の条件に応じて設定することができる。
The optical fiber tube 4 is a known one having a core and a clad surrounding the core, and is disposed in a range below the dye-sensitized
In addition, the number, arrangement | positioning, etc. of the optical fiber tube 4 can be set according to conditions, such as the magnitude | size and position of the dye-sensitized
このように構成される本第2の実施の形態による太陽光発電ユニット1Aでは、図4に示すように、屋根20と色素増感太陽電池10との間に形成される屋根裏空間23に備えられる光ファイバー管4によって太陽光L1の外部の光が屋根裏空間23に導かれ、その光ファイバー管4から発光される間接的な光を色素増感太陽電池10の受光面10aで受光して発電することができる。
In the photovoltaic
本実施の形態では、色素増感太陽電池10の受光面10aを外部から遮蔽された屋根裏空間23に配置させることが可能となるので、受光面10aに過剰な日光が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面10aが太陽光L1による熱、紫外線、及び風雨に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面10aにおける劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)の向上を図ることができる。さらに、色素増感太陽電池10の受光面10aが外部に露出しない構成とすることが可能なため、風雨に晒されることによる受光面10aに汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
In the present embodiment, the
このように本実施の形態では、色素増感太陽電池10が光ファイバー管4の発光により発電する構成となるため、色素増感太陽電池10を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、光ファイバー管4のような導光部の形態に応じて色素増感太陽電池10の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the dye-sensitized
Furthermore, the amount of light received by the dye-sensitized
また、本実施の形態の光ファイバー管4のように放射状に光L3を発光できる場合には、色素増感太陽電池10の取付位置も本実施の形態のように屋根20の下面であることに限定されず、光ファイバー管4に対向する位置に受光面10aを配置できれば他の位置に設置することができる。
例えば、本実施の形態のような光ファイバー管4の場合には、その全周から放射状に光L3が発光されるので、その光ファイバー管4の周囲を囲うように、受光面10aを内周側にして色素増感太陽電池10を筒状に湾曲させて設置することも可能である。
Further, when the light L3 can be emitted radially like the optical fiber tube 4 of the present embodiment, the mounting position of the dye-sensitized
For example, in the case of the optical fiber tube 4 as in the present embodiment, since the light L3 is emitted radially from the entire circumference thereof, the
なお、本第2の実施の形態では、屋根裏空間23である光取込み空間に太陽光L1を導く導光部として光ファイバー管4を採用したが、これに限定されることはない。例えば、導光部として光ファイバー管4に代えて反射板を採用してもよく、この反射板を光取込室内に適宜配置して、屋外の太陽光L1が光取込室の色素増感太陽電池10の受光面10aに向くように構成することも可能である。
また、単に、屋根20又は屋根裏空間23の側壁部に形成される開口部を導光部とし、その開口部から入射される太陽光L1を色素増感太陽電池10の受光面10aで受光できる構成であっても良い。
In the second embodiment, the optical fiber tube 4 is employed as the light guide unit that guides the sunlight L1 to the light capturing space that is the
Further, an opening formed in the side wall of the
以上、本発明による太陽光発電ユニットの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of the solar power generation unit by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
例えば、上述の第1の実施の形態の反射板3(反射面)は、受光面10a側に反射機能を有する別の色素増感太陽電池から形成されていてもよい。この場合には、反射面が別の色素増感太陽電池を構成しているので、この別の色素増感太陽電池自体で発電させることができる。さらに、この別の色素増感太陽電池の受光面に入射した太陽光を、取付部材に固定される一方の色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることができるので、太陽光発電ユニット全体としての発電容量を増大させることができる。
For example, the reflection plate 3 (reflection surface) of the first embodiment described above may be formed from another dye-sensitized solar cell having a reflection function on the
また、上述した第1の実施の形態のように被取付部材に反射面(反射板3)を有する場合において、屋外に露出して太陽光の直接光や風雨に晒される反射面が保護材で覆われていてもよい。この場合には、反射面が保護材で覆われていて、天候の変化に伴う耐候性を高めることができるため、反射面における反射性能を維持することができ、反射面に入射する太陽光に対する反射光の光量の低下を抑制することができる。 Further, in the case where the mounting member has a reflecting surface (reflecting plate 3) as in the first embodiment described above, the reflecting surface exposed to the outdoors and exposed to direct sunlight or wind and rain is a protective material. It may be covered. In this case, the reflective surface is covered with a protective material, and the weather resistance accompanying the change in weather can be improved, so that the reflective performance on the reflective surface can be maintained, and against the sunlight incident on the reflective surface A decrease in the amount of reflected light can be suppressed.
上述した太陽光発電ユニット1、1Aの適用対象として、建物の屋根20を対象としているが、屋根20であることに制限されるものではなく、建物の外壁、フェンス、街灯や看板、堤防、橋脚等の構造物、物置、テント等の簡易構造体などに適用することができる。
また、上述した色素増感太陽電池10の取付け位置として、第1の実施の形態では屋根部材2の下面2bとし、第2の実施の形態では屋根20の下面としているが、この取付位置に限定されることはなく、前述のように太陽光発電ユニット1、1Aの適用対象に応じて適宜選択される。要は、色素増感太陽電池10の取付け位置として、外部から遮蔽された遮蔽面を有する取付部材であって、その遮蔽面側に配置され、かつ受光面10aが反射面に対向する位置であればよいのである。
As the application target of the above-described photovoltaic
In addition, as the mounting position of the dye-sensitized
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
1、1A 太陽光発電ユニット
2 屋根部材(被取付部材、取付部材)
2a 上面
2b 下面(遮蔽面)
3 反射板(反射面)
4 光ファイバー管(導光部)
10 色素増感太陽電池
10a 受光面
10b 反対面
11 半導体電極
11A 透明導電膜
11B 半導体層
12 対向電極
12A 対向導電膜
13 第1基材
14 第2基材
15 電解質
16 封止材
20 屋根
23 屋根裏空間(光取込み空間)
L1 太陽光
L2 反射光
L3 導光部による光
S 隙間(光取込み空間)
1, 1A Photovoltaic
3 reflector (reflective surface)
4 Optical fiber tube (light guide)
DESCRIPTION OF
L1 Sunlight L2 Reflected light L3 Light from the light guide S S Gap (light capture space)
Claims (6)
前記被取付部材と離間して設けられた色素増感太陽電池と、を備え、
前記色素増感太陽電池の受光面は前記反射面と対向し、
前記色素増感太陽電池における前記受光面の反対面には、外部から遮蔽された遮蔽面を有する取付部材を備え、
前記色素増感太陽電池は、前記反対面を前記取付部材の遮蔽面側に向けた状態で配置されていることを特徴とする太陽光発電ユニット。 A mounted member having a reflective surface;
A dye-sensitized solar cell provided apart from the attached member, and
The light-receiving surface of the dye-sensitized solar cell faces the reflective surface,
The opposite surface of the light-receiving surface in the dye-sensitized solar cell includes an attachment member having a shielding surface shielded from the outside,
The said dye-sensitized solar cell is arrange | positioned in the state which orient | assigned the said opposite surface to the shielding surface side of the said attachment member, The solar power generation unit characterized by the above-mentioned.
重なり合う前記屋根部材同士の間には光取込み空間が形成され、
前記屋根部材の上面に前記反射面が備えられ、下面に前記色素増感太陽電池が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽光発電ユニット。 The mounted member and the mounting member are roof members that are sequentially arranged with overlapping portions along the inclination direction of the roof having the inclined surface of the building,
A light capturing space is formed between the overlapping roof members,
The solar power generation unit according to claim 1 or 2, wherein the reflective surface is provided on an upper surface of the roof member, and the dye-sensitized solar cell is provided on a lower surface.
前記被取付部材と離間して設けられ、前記被取付部材に対向する受光面を有する色素増感太陽電池と、
を備え、
前記被取付部材と前記色素増感太陽電池との間には光取込み空間が形成され、外部の光を前記光取込み空間に導く導光部を備えていることを特徴とする太陽光発電ユニット。 A mounted member;
A dye-sensitized solar cell provided apart from the attached member and having a light-receiving surface facing the attached member;
With
A photovoltaic power generation unit, wherein a light taking-in space is formed between the attached member and the dye-sensitized solar cell, and a light guide unit that guides external light to the light taking-in space is provided.
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