JP2622677B2 - 太陽電池及び太陽電池を使用した電気製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽電池及び太陽電池を使用した電気製品
に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

光電変換により光を採り込み電気を起こす太陽電池が
電卓、ラジオ、テレビ、時計、テープレコーダー等に採
用され広く使用されている。

従来のこれら太陽電池は表面外観が黒色、緑色等の単
一色で形成されており、この様な太陽電池を製品に組み
込んだ際、製品の美観、装飾性を損なうという不具合を
生じていた。即ち、この様な太陽電池を組み込んだ製品
の表面積のうちの大きな割合を太陽電池が占めることに
なる為、太陽電池部分が製品デザイン上のデッドスペー
スとなってしまい、製品の美観が損なわれる原因となっ
ていた。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、
装飾性豊な太陽電池及び太陽電池を使用した電気製品を
提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は上記の如き従来の太陽電池に更に優れた
美粧的及び意匠的効果を付与すべく研究の結果、本発明
に到達した。

即ち、本発明の一つは、微小凹凸形状の表面を有する
ホログラム層と、該ホログラム層の微小凹凸表面に形成
される当該ホログラム層とは屈折率の異なる透明材料か
らなる厚さ10〜10000Åのホログラム効果層とからなる
透明型ホログラムを、電池の受光面に設けてなることを
特徴とする太陽電池を要旨とするものである。

又、本発明の他の一つは、電気製品本体と、該本体に
設けられた太陽電池とからなる電気製品であって、微小
凹凸形状の表面を有するホログラム層と、該ホログラム
層の微小凹凸表面に形成される当該ホログラム層とは屈
折率の異なる透明材料からなる厚さ10〜10000Åのホロ
グラム効果層とからなる透明型ホログラムを、上記太陽
電池の受光面又は太陽電池の受光面上部に設けてなるこ
とを特徴とする太陽電池を使用した電気製品を要旨とす
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説
明する。

本発明において使用される太陽電池としては、従来公
知の太陽電池であれば全て使用可能であり、例えばセル
構造においてはpn接合形、MINP形、BSF形、又、アモル
ファスSi太陽電池におけるpin形等どの様な構造のもの
であっても良く、又、モジュール形態においても、スー
パーストレート形モジュール、樹脂充填形モジュール、
民生用太陽電池モジュール等に使用可能である。

第１図に一実施例として示す本発明太陽電池１は樹脂
充填形モジュール形態の太陽電池２の受光面３に透明型
ホログラム４を設けたものである。

太陽電池２はリード線5,5により連結されたセル6,6・
・の周囲を樹脂層７により被覆され、上面及び下面には
硝子板8,9が設けられ、これらを砕材10により固定して
いる。尚、図中20は透明型ホログラムを保護する保護層
を示す。

本発明における透明型ホログラムは太陽電池の受光面
に設けられるものであるが、これは太陽電池自体が不透
明であるため、太陽電池の受光面と反対側の面に透明型
ホログラムを設けると上面から観察できない為である。

透明型ホログラム４としては、例えば、第２図に断面
図で示す如くエンボスホログラムを用いて太陽電池上に
接着剤層11を介してホログラム効果層12ならびにホログ
ラム層13が積層されたものが使用でき、ホログラム層の
微小凹凸形状の表面にホログラム効果層を積層したもの
であれば、両層の相対的な上下の位置関係は特に問われ
ない。

又、ホログラム効果層12またはホログラム形成層13上
には上記層を保護するための保護層を設けることができ
る。このような保護層は例えば、セルロース系樹脂、ア
クリル系樹脂、メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、
塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、シリコーン樹脂、フッソ樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂の単体、混合
物および共重合体を用いて一般的な印刷手段、塗布手段
により上記層に厚み0.1〜10μｍ程度で設けられる。ホ
ログラム層13の厚みは、太陽電池の大きさ、ホログラム
の種類によって適宜選択されうるが、通常、0.1〜50μ
ｍ、望ましくは0.5〜５μｍであることが好ましい。

本発明にはエンボスホログラムが適しており、このエ
ンボスホログラム用の樹脂は、ホログラムの形成（複
製）時には熱成形可能であり、ホログラムの成形後つま
り加工時には、加工の際の熱圧力、接着剤中の溶剤に耐
えるだけの耐性を有することが必要である。このような
樹脂としては、いわゆる紫外線硬化性樹脂、電子線硬化
性樹脂、熱硬化性樹脂、自然硬化性樹脂等の反応性の樹
脂等が用いられうる。特に生産性を考慮した場合、紫外
線もしくは電子線で硬化する樹脂が適している。

具体的には、たとえばメチル（メタ）アクリレート
〔尚、（メタ）アクリレートという語は、アクリレート
およびメタクリレートの双方を包含する意味である。以
下同様〕、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メ
タ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソ
ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アク
リレート、イソアミル（メタ）アクリレート、シクロヘ
キシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アク
リレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ヘキサジオールジ（メタ）アクリレート、トリメ
チロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチ
ロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリ
トールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリト
ールヘキサ（メタ）アクリレート、エチレングリコール
ジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ポリエ
チレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレン
グリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレー
ト、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルジ
（メタ）アクリレート、ソルビトールテトラグリシジル
エーテルテトラ（メタ）アクリレート等のラジカル重合
性不飽和基を有する単量体が用いられうる。

さらに熱成形性を有する紫外線または電子線硬化性樹
脂としては、以下の化合物（１）〜（８）を重合もしく
は共重合させた重合体に対し、後述する方法（イ）〜
（ニ）によりラジカル重合性不飽和基を導入したものが
用いられる。

（１） 水酸基を有する単量体： Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロ
ピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプ
ロピル（メタ）アクリレート等。

（２） カルボキシル基を有する単量体： （メタ）アクリル酸、（メタ）アクリロイルオキシエ
チルモノサクシネート等。

（３） エポキシ基を有する単量体： グリシジル（メタ）アクリレート等。

（４） アジリジニル基を有する単量体： ２−アジリジニルエチル（メタ）アクリレート、２−
アジリジニルプロピオン酸アリル等。

（５） アミノ基を有する単量体： （メタ）アクリルアミド、ダイアセトン（メタ）アク
リルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等。

（６） スルフォン基を有する単量体： ２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルフォン酸等。

（７） イソシアネート基を有する単量体： 2,4−トルエンジイソシアネートと２−ヒドロキシエ
チル（メタ）アクリレートの１モル対１モル付加物等の
ジイソシアネートと活性水素を有するラジカル重合性単
量体の付加物等。

（８） さらに、上記の共重合体のガラス転移点を調節
したり、硬化膜の物性を調節したりするために、上記の
化合物と、この化合物と共重合可能な以下のような単量
体とを共重合させることができる。このような共重合可
能な単量体としては、例えば、メチル（メタ）アクリレ
ート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）
アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチ
ル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレ
ート、イソアミル（メタ）アクリレート、シクロヘキシ
ル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）
アクリレート等が挙げられる。

次ぎに上述のようにして得られた重合体を以下に述べ
る方法（イ）〜（ニ）により反応させ，ラジカル重合性
不飽和基を導入することによって、紫外線もしくは電子
線硬化性樹脂が得られる。

（イ）水酸基を有する単量体の重合体または共重合体の
場合には、（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基を有
する単量体等を縮合反応させる。

（ロ）カルボキシル基、スルフォン基を有する単量体の
重合体または共重合体の場合には、前述の水酸基を有す
る単量体を縮合反応させる。

（ハ）エポキシ基、イソシアネート基あるいはアジリジ
ニル基を有する単量体の重合体または共重合体の場合に
は、前述の水酸基を有する単量体もしくはカルボキシル
基を有する単量体を付加反応させる。

（ニ）水酸基あるいはカルボキシル基を有する単量体の
重合体または共重合体の場合には、エポキシ基を有する
単量体あるいはアジリジニル基を有する単量体あるいは
ジイソシアネート化合物と水酸基含有アクリル酸エステ
ル単量体の１対１モルの付加物を付加反応させてもよ
い。

またさらに、前述の単量体と、上記の熱成形性の紫外
線または電子線硬化性樹脂とを混合して用いることもで
きる。

また上記のものは電子線照射により十分に硬化可能で
あるが，紫外線照射で硬化させる場合には増感剤とし
て、ベンゾキノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエー
テル等のベンゾインエーテル類、ハロゲン化アセトフェ
ノン類等の紫外線照射によりラジカルを発生するものも
用いることができる。

ホログラム効果層12はホログラム効果を発現できるも
のであり、ホログラム層13とは屈折率の異なる透明材料
からなるものであって、屈折率はホログラム層13よりも
大きくても小さくてもよいが屈折率の差が0.1以上が好
ましく、より好ましくは0.5以上であるが、1.0以上大き
いことが最適である。ホログラム効果層の材質として
は、例えば、以下のものが挙げられる。

（１） ホログラム層よりも屈折率の大きい透明連続薄
膜。

これには、可視領域で透明なものと、赤外又は紫外領
域で透明なものとがあり、前者の例として、Sb₂S₃（3.
0）,Fe₂O₃（2.7）,PbO（2.6）,ZnSe（2.6）,CdS（2.
6）,Bi₂O₃（2.4）,TiO₂（2.3）,Pbc l₂（2.3）,CeO
₂（2.2）,Ta₂O₅（2.2）,ZnS（2.1）,ZnO（2.1）,CdO
（2.1）,Nd₂O₃（2.1）,Sb₂O₃（2.0）,ZrO₂（2.0）,WO₃
（2.0）,Pr₆O₁₁（2.0）,SiO（2.0）,In₂O₃（2.0）,Y₂O₃
（1.9）,TiO（1.9）,ThO₂（1.9）,Si₂O₃（1.9）,PbF
₂（1.8）,Cd₂O₃（1.8）,La₂O₃（1.8）,MgO（1.7）,A l₂
O₃（1.6）,LaF₃（1.6）,CaO・SiO₂（1.6）,CeF₃（1.
6）,NdF₃（1.6）,SiO₂（1.5）,SiO₃（1.5）,ThF₄（1.
5）等が挙げられ、又、後者の例としてCdSe（3.5）,CdT
e（2.6）,Ge（4.0〜4.4）,HfO₂（2.2）,PbTe（5.6）,Si
（3.4）,Te（4.9）,Tl Cl（2.6）,ZnTe（2.8）等が挙げ
られる。

尚、上記カッコ内は屈折率を示す。（以下、（２）〜
（４）においても同様） （２） ホログラム層よりも屈折率の大きい透明強誘電
体。

例えばCuCl（2.0）,CuBr（2.2）,GaAs（3.3〜3.6）,G
aP（3.3〜3.6）,N₄（CH₂）_６（1.6）,Bi₄（GeO₄）
_３（2.1）,KH₂PO₄（KDP）（1.5）,KD₂PO₄（1.5）,NH₄H₂
PO₄（1.5）,KH₂AsO₄（1.6）,RbH₂AsO₄（1.6）,KTa_0.65N
b_0.35O₃（2.3）,K_0.6Li_0.4NbO₃（2.3）,KSr₂Nb₅O₁₅（2.
3）,Sr_xBa_1-xNb₂O₆（2.3）,Ba₂NaNbO₁₅（2.3）,LiNbO₃
（2.3）,LiTaO₃（2.2）,BaTiO₃（2.4）,SrTiO₃（2.4）,
KTaO₃（2.2）等が挙げられる。

（３） ホログラム層よりも屈折率の小さい透明連続薄
膜。

例えばLiF（1.4）,MgF₂（1.4）,3NaF・AlF₃（1.4）,A
lF₃（1.4）,GaF₂（1.3）,NaF（1.3）等が挙げられる。

（４） ホログラム層と屈折率の異なる樹脂 ホログラム層に対して屈折率が大きいものでも小さい
ものでもよい。例えば、ポリテトラフルオルエチレン
（1.5）、ポリクロルトリフルオルエチレン（1.43）、
酢酸ビニル樹脂（1.45〜1.47）、ポリエチレン（1.50〜
1.54）、ポリプロピレン（1.49）、メチルメタクリレー
ト樹脂（1.49）、ナイロン（1.53）、ポリスチレン（1.
60）、ポリ塩化ビニリデン（1.60〜1.63）、ビニルブチ
ラール樹脂（1.48）、ビニルホルマール樹脂（1.50）、
ポリ塩化ビニル（1.52〜1.55）、ポリエステル樹脂（1.
52〜1.57）、石炭酸ホルマリン樹脂（1.5〜1.7）等が挙
げられ、上記の他、一般的な合成樹脂が使用可能である
が，特にホログラム層との屈折率差の大きい樹脂が好ま
しい。

（５） 上記（１）〜（４）の材質を適宜組合わせてな
る積層体。

上記（１）〜（４）の材質の組合わせは任意であり、
また層構成における各層の上下位置関係も任意に選択さ
れる。

上記した（１）〜（５）の材質からなるホログラム効
果層12の厚みは薄膜を形成する材料の透明領域である必
要があるが、本発明ではホログラム層13の微小凹凸表面
に10〜10000Å、好ましくは100〜5000Åの厚みでホログ
ラム効果層12を形成する。

上記ホログラム効果層12をホログラム層13に形成する
方法として、ホログラム効果層13が上記（１）〜（３）
の材質である場合は、真空蒸着法、スパッタリング法、
反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、電
気メッキ法等の一般的薄膜成形手段を用いることがで
き、又上記（４）の材質である場合は、一般的なコーテ
ィング法等を用いることができる。又、上記（５）の材
質である場合は上記した手段、方法等を適宜くみあわせ
て用いられる。

接着剤層11は、ホログラム層13およびホログラム効果
層12を太陽電池受光面に接着させる役割を果たしてい
る。

接着剤としては、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エ
ポキシ系樹脂等の従来接着剤として既知のものが広く使
用できる。この接着剤層の膜圧は、0.1〜50μｍ、望ま
しくは0.5〜10μｍであるこが好ましい。

なお、ホログラム効果層12と接着剤層11との間には、
両者の接着性を高めるためにアンカー層を設けることも
できる。

透明型ホログラムは上記した接着剤層による貼着の外
に、透明型ホログラム転写シートを使用した転写により
受光面に透明型ホログラムを形成することができる。

保護層は透明型ホログラムを保護する目的で設けるも
ので、あってもなくてもよく適宜選択して用いることが
できる。

保護層20の材質としては、ガラス；アクリル、ポリカ
ーボネート、FRP、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩
化ビニル、ポリアミド、ポリエステル等のシート、また
はフィルム、更に、セルロース系樹脂、アクリル系樹
脂、メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル
系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、シ
リコーン樹脂、フッソ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリアミド樹脂の単体、混合物および共
重合体を一般的な印刷手段、塗布手段により設けたもの
等が挙げられる。

電池の受光面に透明型ホログラム４を設けた本発明太
陽電池によれば、電池表面に立体的な絵柄が観察でき、
しかも透明型ホログラムはホログラムを見る角度では大
きな光反射性を持つがその他の角度では十分な光透過性
を備えているため、光量ロスが極めて少なく、起電力が
劣るという不具合を生じることもない。しかも、ホログ
ラム層13の微小凹凸表面に当該ホログラム層13とは屈折
率の異なる透明材料からなる厚さ10〜10000Åのホログ
ラム効果層を形成することにより、ホログラム効果層側
から入射した光は、ホログラム効果層の表面反射光、ホ
ログラム効果層とホログラム層との界面で起こる内部反
射光、及び透過光に分かれ、反射型のホログラムとして
入射光側から当該ホログラムを観察した場合、かかるホ
ログラムから反射してくる光は表面反射光に内部反射光
が加わったものとなるとともに、ホログラム効果層とホ
ログラム層との界面で起こる内部反射は、ホログラム効
果層の内部で逐次的に反射が繰り返される多重反射を生
じ、これらの反射光が干渉し合うことによって多重反射
光による干渉効果が良好に得られ、充分なホログラム効
果を現出させることができる。

第３図及び第４図は本発明の一つである太陽電池を使
用した電気製品の一実施例を示し、太陽電池を使用した
電卓14を示すものである。該電卓14は電卓本体15と該本
体15に設けられた太陽電池16とから構成されており、該
太陽電池16は電池本体17の受光面18に透明型ホログラム
19、保護層20が順次積層されて形成されている。尚、図
中21は電卓本体15に設けられたガラス板であるが、保護
層20の材質、形状によってはない場合もある。

太陽電池16及び透明型ホログラム19は太陽電池の説明
の所で述べたものと同様のものが使用可能である。

又、第４図に於いて透明型ホログラム18は太陽電池16
に一体的に設けられているがこれに限られるものではな
く、第５図に示す如く、太陽電池16の受光面18の上方に
別体として透明型ホログラム19を設けることも可能であ
る。

本発明において適用される電気製品としては上記した
電卓の他、太陽電池を使用可能なものは全て適用され、
例えばバッテリー、時計、ラジオ、テープレコーダー、
テレビ等が挙げられる。

本発明電気製品は太陽電池の受光面又は太陽電池の受
光面上部に透明型ホログラムが設けられているため極め
て装飾性に富み、製品価値を向上させるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明太陽電池及び太陽電池を
使用した電気製品は、微小凹凸形状の表面を有するホロ
グラム層と、該ホログラム層の微小凹凸表面に形成され
る当該ホログラム層とは屈折率の異なる透明材料からな
る厚さ10〜10000Åのホログラム効果層とからなる透明
型ホログラムを設けることによって、製品デザイン上の
デッドスペースとなっていた太陽電池部分に視覚的アピ
ール効果の高い立体的な絵柄による装飾を施し、太陽電
池部分を製品デザイン上のアピールスペースとすことが
できるので、従来のものと比較して極めて装飾性に優れ
美観がいっそう向上する。

更に、上記の如き透明型ホログラムは、電池表面に立
体的な絵柄が観察できるとともに、ホログラムを見る角
度では大きな光反射性を待つがその他の角度では充分な
光透過性を備えているため、光量ロスが極めて少なく、
起電力が劣るという不具合を生じることもない。

その上、ホログラム効果層側から入射した光は、ホロ
グラム効果層の表面反射光、ホログラム効果層とホログ
ラム層との界面で起こる内部反射光、及び透過光に分か
れ、反射型のホログラムとして入射光側から当該ホログ
ラムを観察した場合、かかるホログラムから反射してく
る光は表面反射光に内部反射光が加わったものとなる
が、ホログラム効果層の厚みを10〜10000Åとすること
により、ホログラム効果層とホログラム層との界面で起
こる内部反射は、ホログラム効果層の内部で逐次的に反
射が繰り返される多重反射を生じ、これらの反射光が干
渉し合うことによって多重反射光による干渉効果が良好
に得られ、充分はホログラム効果を現出させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の一実施
例を示す絵柄付き太陽電池を示す縦断面図、第２図は透
明型ホログラムの一例を示す縦断面図、第３図は本発明
太陽電池を使用した電気製品としての一実施例である電
卓を示す斜視図、第４図は第３図IV−IV線に沿う縦断面
略図、第５図は本発明電気製品の他の実施例を示す要部
縦断面略図である。 １……太陽電池 3,18……受光面 4,19……透明型ホログラム 14……太陽電池を利用した電卓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−100686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−147681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77262（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−133983（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−20415（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4315665（ＵＳ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微小凹凸形状の表面を有するホログラム層
   と、該ホログラム層の微小凹凸表面に形成される当該ホ
   ログラム層とは屈折率の異なる透明材料からなる厚さ10
   〜10000Åのホログラム効果層とからなる透明型ホログ
   ラムを、電池の受光面に設けてなることを特徴とする太
   陽電池。
2. 【請求項２】電気製品本体と、該本体に設けられた太陽
   電池とからなる電気製品であって、微小凹凸形状の表面
   を有するホログラム層と、該ホログラム層の微小凹凸表
   面に形成される当該ホログラム層とは屈折率の異なる透
   明材料からなる厚さ10〜10000Åのホログラム効果層と
   からなる透明型ホログラムを、上記太陽電池の受光面又
   は太陽電池の受光面上部に設けてなることを特徴とする
   太陽電池を使用した電気製品。