JP2021055540A

JP2021055540A - 透明基材およびブラインド

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Publication number: JP2021055540A
Application number: JP2021001718A
Authority: JP
Inventors: 久史石井; Hisashi Ishii
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2021-04-08

Abstract

【課題】光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することのできる透明基材を提供する。【解決手段】透明基材２０は、透明部材２２と、透明部材２２の一方の面上に形成される赤外光反射層２４と、赤外光反射層２４上に形成される太陽電池セル層２６とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、透明基材および該透明基材を用いたブラインドに関する。

従来より、室内の温度制御を積極的に行う目的で、ブラインドのスラットの一方の面を光反射面とし、他方の面を光吸収面としたブラインドが知られている（例えば特許文献１参照）。

このように構成されたブラインドによれば、夏季においては、光反射面が形成されているスラット面を室外に向けるようにすれば、太陽光線を効果的に反射するから、室内の温度上昇を効果的に抑制できる。一方、冬季においては、光吸収面が形成されているスラット面を室外に向けるようにすれば、太陽光線を効果的に吸収するから、室内の温度上昇を効果的に促進できる。

特開２００７−８５０８２号公報

しかしながら、上記のようなブラインドは、スラットを閉じた状態では光透過性が低く、室内側からの視認性が低いという課題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することのできる透明基材および該透明基材を用いたブラインドを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の透明基材は、透明部材と、透明部材の一方の面上に形成される赤外光反射層と、赤外光反射層上に形成される太陽電池セル層と、を備える。

本発明の別の態様も、透明基材である。この透明基材は、透明基材と、透明部材の一方の面上に形成される太陽電池セル層と、透明部材の他方の面上に形成される赤外光反射層と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、上述の透明基材を用いたスラットを備えるブラインドである。

本発明によれば、光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することのできる透明基材および該透明基材を用いたブラインドを提供できる。

本発明の実施形態に係る透明基材を適用可能なブラインドの正面図である。本発明の実施形態に係る透明基材の構成を説明するための概略断面図である。図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る透明基材の構成を説明するための概略断面図である。本発明のさらに別の実施形態に係る透明基材の構成を説明するための概略断面図である。図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る透明基材をスラットとして用いたブラインドの一例を説明するための概略断面図である。図５に示すブラインドが建物に取り付けられた状態を説明するための概略水平断面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る透明基材をスラットとして用いたブラインドの変形例を説明するための概略側面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、本発明の実施形態に係る透明基材を適用可能なブラインド１０の正面図である。

本実施形態に係るブラインド１０は、横方向に長尺な複数（ここでは８枚）のスラット１２を縦方向にすだれ状に配列して構成される。各スラット１２は、例えば横長の略矩形状に形成される。スラット１２は、後述の透明基材を用いて形成される。

ブラインド１０はさらに、ヘッドボックス１４と、ボトムレール１６と、ラダーコード１８と、昇降コード１７とを備える。

ヘッドボックス１４は複数のスラット１２の上段に設けられブラインド１０の最上段を構成する。ヘッドボックス１４は、ブラインドボックスまたは窓枠（図示せず）に固定される。ヘッドボックス１４にはスラット１２の角度調整機構（図示せず）および昇降機構（図示せず）などが内蔵される。

ボトムレール１６は、複数のスラット１２の下段に設けられブラインド１０の最下段を構成する。

ラダーコード１８は、ブラインド１０のスラット１２の角度を調節するためのコード部材である。ラダーコード１８は、各スラット１２の幅方向の両サイドに結合される。ラダーコード１８の上端は、ヘッドボックス１４内の角度調整機構（図示せず）に連結される。

昇降コード１７は、ボトムレール１６を引き上げることで複数のスラット１２を畳んで引き上げ、ボトムレール１６を降下させることで複数のスラット１２を開いて降下させるためのコード部材である。昇降コード１７の下端はスラット１２に穿設された通孔１９を通ってボトムレール１６に連結される。昇降コード１７の上端はヘッドボックス１４内の昇降機構に連結される。

図２は、本発明の実施形態に係る透明基材２０の構成を説明するための概略断面図である。なお、本明細書において「透明」とは、可視光に対して透明であること、すなわち可視光を透過可能であることを意味する。本実施形態に係る透明基材２０は、ブラインドや窓など建物の開口部に配置される建材に利用できる。

図２に示すように、透明基材２０は、透明部材２２と、透明部材２２の一方の面上に形成される赤外光反射層２４と、赤外光反射層２４上に形成される太陽電池セル層２６と、透明基材２０全体を覆う絶縁層２５とを備える。

透明部材２２は、例えばポリカーボネート等の透明樹脂やガラスで形成された板状体であってよい。赤外光反射層２４は、可視光線を透過しつつ、赤外光を反射するよう形成された反射層であり、例えば誘電体多層膜で形成できる。本実施形態において、赤外光反射層２４は赤外光を再帰反射させる再帰反射性を有する反射層であるが、赤外光反射層２４は再帰反射性を有しない通常の反射層であってもよい。

本実施形態において、太陽電池セル層２６は、両面受光型の太陽電池セルであり、例えば赤外光反射層２４上に第１太陽電池セル層２７、透明導電層２８および第２太陽電池セル層２９が順に積層されたものであってよい。太陽電池セルは、結晶系セルであってもよいし、隙間を設けて光を通す構造のセルであってもよい。結晶系のセルは両面受光型のものを選択でき、且つ赤外波長領域を光電効果で電気に変換できるため、室内への熱負荷を抑えることができる。太陽電池セルは、有機太陽電池（ＯＰＶ）や色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）等であってよい。絶縁層２５は、例えばＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）フィルムであってよい。

太陽電池セル層２６は、赤外領域の波長の光に感度の高い太陽電池セルである。すなわち、太陽電池セル層２６は、赤外領域の波長の光に対して光電変換効率が高い太陽電池セルである。

本実施形態に係る透明基材２０を例えば図１に示すようなブラインド１０に適用する場合、太陽電池セル層２６が形成された側が室外に面するように配置される。

図２には、透明基材２０に入射する可視光ＶＬと赤外光ＩＲが模式的に図示されている。図２に示すように、可視光ＶＬは、透明基材２０全体を透過し、室内側に照射される。

一方、赤外光ＩＲの一部は、絶縁層２５を通過した後、第２太陽電池セル層２９で光電変換される。また、赤外光ＩＲの別の一部は、絶縁層２５および太陽電池セル層２６を通過した後、赤外光反射層２４で再帰反射する。そしてこの再帰反射した赤外光ＩＲは第１太陽電池セル層２７で光電変換される。第１太陽電池セル層２７および第２太陽電池セル層２９で光電変換されて生じた電気は、透明導電層２８を介して外部に取り出される。

このように、本実施形態に係る透明基材２０では、可視光ＶＬについては室内側に透過させることができる。また、赤外光ＩＲについては太陽電池セル層２６で電気に変換されるので、赤外光ＩＲに起因する熱は殆ど室内側に伝わらない。このように、本実施形態に係る透明基材２０によれば、光透過性を確保しつつ、遮熱性、日射熱取得率を低くすることができ、夏期などに有効である。

また透明基材２０は発電可能である点で通常の透明基材に対して有利である。さらに本実施形態に係る透明基材２０では、赤外光反射層２４を太陽電池セル層２６の後ろに配置して、太陽電池セル層２６の両面で発電可能となっているので、発電効率を向上することができる。

本実施形態では太陽電池セル層２６を両面受光型の太陽電池セル層としたが、これに代えて、太陽電池セル層２６は片面受光型の太陽電池セル層であってもよい。この場合、赤外光反射層２４上に、透明導電層２８、片面受光型太陽電池セル層の順で積層される構成となる。

図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る透明基材３０の構成を説明するための概略断面図である。本実施形態に係る透明基材２０も、ブラインドや窓など建物の開口部に配置される建材に利用できる。

本実施形態に係る透明基材３０は、夏季と冬期とで１８０°回転して利用することで異なる効果が得られるように構成されている。図３（ａ）は夏期の使用状態を示し、図３（ｂ）は冬期の使用状態を示す。

透明基材３０においても、図２で説明した透明基材２０と同様に、透明部材２２の一方の面上に赤外光反射層２４および太陽電池セル層２６が形成されている。本実施形態に係る透明基材３０はさらに、透明部材２２の他方の面上に形成される赤外光選択吸収層３１と、赤外光選択吸収層３１上に形成される追加の太陽電池セル層３４とを備える。透明部材２２と追加の太陽電池セル層３４との間に赤外光選択吸収層３１が形成されるということもできる。追加の太陽電池セル層３４は、片面受光型の太陽電池セル層であり、赤外光選択吸収層３１上に透明導電層３２、太陽電池セル層３３が順に積層されたものである。透明基材３０においても、透明基材３０全体を覆うように絶縁層２５が形成される。

夏期においては、透明基材３０は、図３（ａ）に示すように太陽電池セル層２６および赤外光反射層２４が形成された側が室外に面するように配置して利用される。

このように配置された場合、図２で説明した透明基材２０と同様に、可視光ＶＬは、透明基材２０全体を透過して室内側に照射され、赤外光ＩＲは、太陽電池セル層２６で電気に変換される。これにより、光透過性を確保しつつ、赤外光ＩＲに起因する熱が室内側に伝わるのを防止できる。その結果、夏期における冷房効率を向上できる。

一方、冬期においては、透明基材３０は、図３（ｂ）に示すように赤外光選択吸収層３１および追加の太陽電池セル層３４が形成された側が室外に面するように配置して利用される。このように配置された場合、可視光ＶＬは透明基材２０全体を透過して室内側に照射される。

一方、赤外光ＩＲの一部は、絶縁層２５を通過した後、追加の太陽電池セル層３４で光電変換される。発電された電気は、透明導電層３２（または結晶系シリコンの場合はタブ線（図示せず））を介して外部に取り出される。また、赤外光ＩＲの別の一部は、絶縁層２５および追加の太陽電池セル層３４を通過した後、赤外光選択吸収層３１で吸収される。赤外光選択吸収層３１で吸収された熱は、透明部材２２内を伝わる。このように透明部材２２を伝わる熱が外部に放射されることにより、透明基材３０の周辺の熱損失が緩和され、冬期における暖房効率を向上できる。

上記のように構成された透明基材３０を図１で説明したようなブラインド１０のスラット１２に用いれば、夏期の使用状態と冬期の使用状態との切り替えが容易である。また、透明基材３０は、軸周りに回転可能な回転窓にも適用できる。

図４は、本発明のさらに別の実施形態に係る透明基材４０の構成を説明するための概略断面図である。本実施形態に係る透明基材４０も、ブラインドや窓など建物の開口部に配置される建材に利用できる。

図４に示すように、透明基材４０は、透明部材２２と、透明部材２２の一方の面上に形成される太陽電池セル層２６と、透明部材２２の他方の面上に形成される赤外光反射層２４と、透明基材４０全体を覆う絶縁層２５とを備える。太陽電池セル層２６は、両面受光型の太陽電池セルであり、透明部材２２上に第１太陽電池セル層２７、透明導電層２８および第２太陽電池セル層２９が順に積層されたものである。本実施形態に係る透明基材４０は、赤外光反射層２４の形成位置が図１に示す透明基材２０と異なる。

本実施形態に係る透明基材４０を例えば図１に示すようなブラインド１０に適用する場合、太陽電池セル層２６が形成された側が室外に面し、赤外光反射層２４が形成された側が室内に面するように配置される。

本実施形態において、可視光ＶＬは、透明基材４０全体を透過し、室内側に照射される。一方、赤外光ＩＲの一部は、絶縁層２５を通過した後、第２太陽電池セル層２９で光電変換される。また、赤外光ＩＲの別の一部は、絶縁層２５、太陽電池セル層２６および透明部材２２を通過した後、赤外光反射層２４で再帰反射する。そしてこの再帰反射した赤外光ＩＲは、透明部材２２を通過した後、第１太陽電池セル層２７で光電変換される。第１太陽電池セル層２７および第２太陽電池セル層２９で光電変換されて生じた電気は、透明導電層２８を介して外部に取り出される。

このように、本実施形態に係る透明基材４０においても、可視光ＶＬについては室内側に透過させることができる。また、赤外光ＩＲについては太陽電池セル層２６で電気に変換されるので、赤外光ＩＲに起因する熱は従来のものと比較して室内側に伝わる量が小さい。このように、本実施形態に係る透明基材４０においても、光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することができる。赤外光反射層２４で再帰反射した赤外光ＩＲを両面受光型の太陽電池セル層２６で受けているため、発電効率を向上できる点も、図２に示す透明基材２０と同様である。

本実施形態では太陽電池セル層２６を両面受光型の太陽電池セル層としたが、これに代えて、太陽電池セル層２６は片面受光型の太陽電池セル層であってもよい。この場合、透明部材２２上に、透明導電層２８、片面受光型太陽電池セル層の順で積層される構成となる。

図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る透明基材をスラットとして用いたブラインド５０の一例を説明するための概略断面図である。図５（ａ）および（ｂ）は、図２で説明した透明基材２０を用いて形成された複数（ここでは４つ）のスラット５２が縦方向に配列されている様子を示す。図５（ａ）はスラット５２が開いた状態を示し、図５（ｂ）はスラット５２が閉じた状態を示す。

各スラット５２には、上下に段部５３が形成されている。この段部５３は、スラット５２を閉じたときに、隣接するスラット５２の段部５３と係合して、図５（ｂ）に示すようにスラット５２の太陽電池セル層２６側の表面５２ａが面一となるように形成されている。スラット５２の表面５２ａは、ブラインド５０が建物の開口部に取り付けられたときに室外に面する。

当然ながら、ここでは図２に示す透明基材２０を用いてスラットを形成したが、図３に示す透明基材３０や図４に示す透明基材４０を用いてスラットを形成してもよい。

図６は、図５に示すブラインド５０が建物に取り付けられた状態を説明するための概略水平断面図である。図６は、ガラスパネル６０が構造シーラント６１で方立６２に取り付けられたカーテンウォール構造を示す。

図６に示すカーテンウォールにおいて、ブラインド５０は、ガラスパネル６０の内側（室内側）に配置されている。図６から分かるように、ブラインド５０の横方向の端部は、方立６２の室内側の面６２ａと当接している。上述したように、ブラインド５０は、スラットを閉じた状態でスラットの表面５２ａが面一となるように形成されている。従って、ブラインド５０を閉じた状態では、ブラインド５０の端部５０ａと方立６２の室内側の面６２ａとを隙間が少ない状態で当接させることができる。このとき、ガラスパネル６０をアウタースキンとし、ブラインド５０をインナースキンとして見れば、ダブルスキン構造のカーテンウォールと近い状態をつくることができる。

図６に示すように、ガラスパネル６０とブラインド５０の間には中間空気層６５が形成される。この中間空気層６５は、冬期には断熱層として機能するため、室内側の暖房効率を向上することができる。

図６に示すカーテンウォール構造において、ブラインド５０の端部５０ａまたは方立６２の室内側の面６２ａの少なくとも一方に例えばゴムなどの緩衝材を設け、ブラインド５０のスラットが閉じた状態で、方立６２の室内側の面６２ａとブラインド５０の端部５０ａとの間に緩衝材を介在する構造としてもよい。この場合、ブラインド５０と方立６２との接触時の音を防止できるとともに、ブラインド５０と方立６２との接触による損傷を防止できる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る透明基材をスラットとして用いたブラインド７０の変形例を説明するための概略側面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、複数（ここでは４つ）のスラット７２が縦方向に配列されている様子を示す。図７（ａ）はスラット７２を閉じた状態を示し、図７（ｂ）はスラット７２を４５度開いた状態を示し、図７（ｃ）はスラット７２を畳んだ状態を示す。

本変形例において、スラット７２は、側面視において略くの字状に折れ曲がった形状を有する。スラット７２は、第１面部７２ａと第２面部７２ｂが所定の角度で連結されていると言うこともできる。スラット７２の折れ曲がり部分７２ｃには昇降コード１７が連結され、スラット７２の両端部７２ｄにはラダーコード１８が連結される。

本変形例に係るスラット７２も、上述の透明基材を用いて形成されてよい。本変形例に係るブラインド７０では、図７（ａ）に示すように、スラット７２を閉じた状態では、スラット７２の第１面部７２ａの表面が面一となる。従って、本変形例に係るブラインド７０も、図６に示すようにカーテンウォールに適用したときに、方立の室内側の面と当接させることができ、ダブルスキン構造のカーテンウォールと近い状態をつくることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

以上の記載から、下記の発明が認識される。

本発明のある態様の透明基材は、透明部材と、透明部材の一方の面上に形成される赤外光反射層と、赤外光反射層上に形成される太陽電池セル層とを備える。

この態様によると、可視光については室内側に透過させることができる。また、赤外光については太陽電池セル層で電気に変換されるので、赤外光に起因する熱は殆ど室内側に伝わらない。従って、本態様に係る透明基材によれば、光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することができる。

赤外光反射層は、赤外光再帰反射層であってもよい。太陽電池セル層は、両面受光型の太陽電池セル層であってもよい。太陽電池セル層は、結晶系シリコンの場合、非透明太陽電池セルに隙間を設けて透過性を得るようにしたものであってもよい。透明部材の他方の面上に追加の太陽電池セル層を備えてもよい。透明部材と追加の太陽電池セル層との間に、赤外光選択吸収層をさらに備えてもよい。

本発明の別の態様は、透明基材である。この透明基材は、透明基材と、透明部材の一方の面上に形成される太陽電池セル層と、透明部材の他方の面上に形成される赤外光反射層とを備える。

この態様によると、可視光については室内側に透過させることができる。また、赤外光については太陽電池セル層で電気に変換されるので、赤外光に起因する熱は従来のものと比較すると室内側に伝わる量が少なくなる。従って、本態様に係る透明基材によれば、光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することができる。

赤外光反射層は、赤外光再帰反射層であってもよい。太陽電池セル層は、両面受光型の太陽電池セル層であってもよい。

本発明のさらに別の態様は、上述の透明基材を用いたスラットを備えるブラインドである。この態様のブラインドは、上述の透明基材を用いてスラットを形成したことにより、光透過性を確保しつつ、断熱性を向上することができる。ブラインドは、縦型ブラインドであってもよいし、横型ブラインドであってもよい。

１０、５０、７０ブラインド、１２、５２、７２スラット、１４ヘッドボックス、１６ボトムレール、１８ラダーコード、２０、３０、４０、透明基材、２２透明部材、２４赤外光反射層、２５絶縁層、２６、３４太陽電池セル層、２７第１太陽電池セル層、２８透明導電層、２９第２太陽電池セル層、３１赤外光選択吸収層、３２透明導電層、５３段部、６０ガラスパネル、６２方立、６５中間空気層。

Claims

透明部材と、
前記透明部材の一方の面上に形成される太陽電池セル層と、
前記透明部材の他方の面上に形成される赤外光反射層と、
を備え、
前記赤外光反射層は、赤外光再帰反射層であることを特徴とする透明基材。
前記太陽電池セル層は、両面受光型の太陽電池セル層であることを特徴とする請求項１に記載の透明基材。
請求項１または２に記載の透明基材を用いたスラットを備えることを特徴とするブラインド。