JP3069160B2 - 高分子太陽電池 - Google Patents
高分子太陽電池Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可撓性有機繊維よりな
る布帛（織物、編物を含む）を主材料として構成された
布状高分子太陽電池に関するものである。
る布帛（織物、編物を含む）を主材料として構成された
布状高分子太陽電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽電池には、シリコン単結晶に
よるバルク形、アモルファスシリコンなどによる薄膜
形、ＣｄＳに代表される印刷形等がある。シリコン単結
晶を用いたものが最も発電効率がよく、アモルファスシ
リコンなどによる薄膜形、ＣｄＳに代表される印刷形な
どは、製造コストの面から期待されている。太陽エネル
ギーの有効利用、クリーンな電力エネルギーという面か
らも期待が高まっている。
よるバルク形、アモルファスシリコンなどによる薄膜
形、ＣｄＳに代表される印刷形等がある。シリコン単結
晶を用いたものが最も発電効率がよく、アモルファスシ
リコンなどによる薄膜形、ＣｄＳに代表される印刷形な
どは、製造コストの面から期待されている。太陽エネル
ギーの有効利用、クリーンな電力エネルギーという面か
らも期待が高まっている。
【０００３】繊維状太陽電池は、シリコン薄膜を用いた
ものを可撓性電線状にした太陽電池が「電子技術」２６
巻、２号、５６頁、（１９８４年）に開示されており、
薄膜形と同様高効率の繊維状太陽電池ができることが示
されている。
ものを可撓性電線状にした太陽電池が「電子技術」２６
巻、２号、５６頁、（１９８４年）に開示されており、
薄膜形と同様高効率の繊維状太陽電池ができることが示
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、無機材料より
なる繊維状太陽電池は、その比重が高いために電池自身
の重量が大きく、電気自動車やアウトドアの携帯用用途
にはその電力が有効に利用できないという問題点があっ
た。また、薄膜形では形状が限られ、自由な形にして広
く利用するという自由度が小さかった。一方、無機材料
の繊維状太陽電池は、製造に高温度を要しその製造が極
めて困難で且つ細い繊維ができないという問題点があっ
た。また、シリコンを用いた太陽電池では、大面積への
適用に対し、インピーダンスが低く、電極抵抗による損
失が大きいという欠点もあった。
なる繊維状太陽電池は、その比重が高いために電池自身
の重量が大きく、電気自動車やアウトドアの携帯用用途
にはその電力が有効に利用できないという問題点があっ
た。また、薄膜形では形状が限られ、自由な形にして広
く利用するという自由度が小さかった。一方、無機材料
の繊維状太陽電池は、製造に高温度を要しその製造が極
めて困難で且つ細い繊維ができないという問題点があっ
た。また、シリコンを用いた太陽電池では、大面積への
適用に対し、インピーダンスが低く、電極抵抗による損
失が大きいという欠点もあった。
【０００５】そこで本発明は、有機繊維を主成分とする
織物より構成された、製造が容易である上、軽量で且つ
衣服のように自由な形状にできる高分子太陽電池を提供
することを目的とする。
織物より構成された、製造が容易である上、軽量で且つ
衣服のように自由な形状にできる高分子太陽電池を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の高分子太陽電池は、織物を構成する経糸と
緯糸を一対の電極としてそれぞれ導電性繊維より構成
し、前記経糸と前記緯糸のそれぞれがお互いに異なった
構成よりなり、前記経糸と前記緯糸のいずれか一方に高
分子光電位誘起層が形成されてなるという構成を備えた
ものである。
め、本発明の高分子太陽電池は、織物を構成する経糸と
緯糸を一対の電極としてそれぞれ導電性繊維より構成
し、前記経糸と前記緯糸のそれぞれがお互いに異なった
構成よりなり、前記経糸と前記緯糸のいずれか一方に高
分子光電位誘起層が形成されてなるという構成を備えた
ものである。
【０００７】前記構成においては、前記経糸と前記緯糸
のいずれか一方に予め高分子半導体のｐ層およびｎ層を
形成し、織物とし両者を接触させてなることが好まし
い。
のいずれか一方に予め高分子半導体のｐ層およびｎ層を
形成し、織物とし両者を接触させてなることが好まし
い。
【０００８】前記構成においては、導電性繊維が、天然
繊維または化合成繊維の少なくともその表面に、金属も
しくはカーボンブラック含有の導電膜、もしくは導電性
主鎖電子共役系高分子層を形成してなる導電性高分子繊
維を含んでなることが好ましい。
繊維または化合成繊維の少なくともその表面に、金属も
しくはカーボンブラック含有の導電膜、もしくは導電性
主鎖電子共役系高分子層を形成してなる導電性高分子繊
維を含んでなることが好ましい。
【０００９】また前記構成においては、導電性高分子繊
維が、ポリピロール類、ポリアニリン類、ポリチオフェ
ン類、ポリアリーレンビニレン類、ポリアセチレン類よ
り選ばれた少なくとも一種の導電性主鎖電子共役系高分
子層を、ポリエステル、ナイロン、ポリアリレート、ア
ラミド、ポリイミド、ビニロンより選ばれた少なくとも
一種の繊維上に形成してなることが好ましい。
維が、ポリピロール類、ポリアニリン類、ポリチオフェ
ン類、ポリアリーレンビニレン類、ポリアセチレン類よ
り選ばれた少なくとも一種の導電性主鎖電子共役系高分
子層を、ポリエステル、ナイロン、ポリアリレート、ア
ラミド、ポリイミド、ビニロンより選ばれた少なくとも
一種の繊維上に形成してなることが好ましい。
【００１０】また前記構成においては、導電性繊維が、
金属細線あるいは導電性高分子繊維と天然繊維または化
合成繊維との混紡繊維よりなることが好ましい。また前
記構成においては、高分子光電位誘起層が、高分子導電
性主鎖電子共役系高分子を主成分とするｐｎ接合半導体
であることが好ましい。
金属細線あるいは導電性高分子繊維と天然繊維または化
合成繊維との混紡繊維よりなることが好ましい。また前
記構成においては、高分子光電位誘起層が、高分子導電
性主鎖電子共役系高分子を主成分とするｐｎ接合半導体
であることが好ましい。
【００１１】また前記構成においては、導電性繊維より
なる電極と高分子光電位誘起層と集電極とを形成した上
に、さらに反射防止表面コート層として透明高分子膜を
形成することが好ましい。
なる電極と高分子光電位誘起層と集電極とを形成した上
に、さらに反射防止表面コート層として透明高分子膜を
形成することが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明の高分子太陽電池は、上記構成のように
導電性繊維よりなる織物を電極と高分子光電位誘起層と
により構成される有機材料系の太陽電池であるから、比
重が小さく軽量な上、汎用織物のように自由な形状に加
工することも可能であるという特徴をもっている。本発
明の高分子太陽電池は、織物より構成されるため、非常
に比表面積の大きい構造で太陽光を効率的に吸収できる
とともに、大面積の電池も複雑な形の電池も可能であ
る。
導電性繊維よりなる織物を電極と高分子光電位誘起層と
により構成される有機材料系の太陽電池であるから、比
重が小さく軽量な上、汎用織物のように自由な形状に加
工することも可能であるという特徴をもっている。本発
明の高分子太陽電池は、織物より構成されるため、非常
に比表面積の大きい構造で太陽光を効率的に吸収できる
とともに、大面積の電池も複雑な形の電池も可能であ
る。
【００１３】また、この高分子太陽電池は繊維の長さ方
向に並列構造の等価回路を有するから、全体としてマル
チ並列回路となり、体積固有抵抗の高い高分子電位誘起
層であっても大電流を取り出すことができるという特徴
がある。それ故、この高分子太陽電池は極めて大きな面
積での用途にむしろ適するということができる。また、
どこか１箇所電極線が断線してもマルチ並列回路である
から全電流に大きな影響を与えないというフェイルセー
フ性をもっている。逆に対電極の短絡の場合でも、短絡
箇所の電極が飛び散り揮散する構造にすれば、同様にフ
ェイルセーフ性は保たれる。
向に並列構造の等価回路を有するから、全体としてマル
チ並列回路となり、体積固有抵抗の高い高分子電位誘起
層であっても大電流を取り出すことができるという特徴
がある。それ故、この高分子太陽電池は極めて大きな面
積での用途にむしろ適するということができる。また、
どこか１箇所電極線が断線してもマルチ並列回路である
から全電流に大きな影響を与えないというフェイルセー
フ性をもっている。逆に対電極の短絡の場合でも、短絡
箇所の電極が飛び散り揮散する構造にすれば、同様にフ
ェイルセーフ性は保たれる。
【００１４】本発明に用いる高分子光電位誘起層は、お
もに高分子導電性主鎖電子共役系高分子を主成分とする
ｐｎ接合半導体から作られる。光電位誘起層は、ｐｎ接
合あるいはショットキー接合などによって生じる誘起電
位で、光によって電子ー正孔対を生成する。本発明に用
いる導電性主鎖電子共役系高分子によって、これらの接
合を作ることができる。ヘテロ接合によってもよい。こ
うして得られた電子ー正孔対が、マルチ並列回路によっ
て集められ、優れた太陽電池としての性能を発揮する。
もに高分子導電性主鎖電子共役系高分子を主成分とする
ｐｎ接合半導体から作られる。光電位誘起層は、ｐｎ接
合あるいはショットキー接合などによって生じる誘起電
位で、光によって電子ー正孔対を生成する。本発明に用
いる導電性主鎖電子共役系高分子によって、これらの接
合を作ることができる。ヘテロ接合によってもよい。こ
うして得られた電子ー正孔対が、マルチ並列回路によっ
て集められ、優れた太陽電池としての性能を発揮する。
【００１５】また、大面積でマルチ並列等価回路である
にもかかわらず織物の端部から簡単に電極が取り出しで
きるという特徴もある。
にもかかわらず織物の端部から簡単に電極が取り出しで
きるという特徴もある。
【００１６】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。本発明における導電性繊維は、金属細線ある
いは導電性高分子繊維の単独繊維あるいは汎用繊維との
混紡繊維よりなることを特徴とし、その導電性高分子繊
維は、汎用繊維の少なくともその表面に、金属あるいは
カーボンブラック含有の導電膜、あるいは導電性主鎖電
子共役系高分子層を形成したことを特徴としている。金
属製繊維を導電性繊維として用いることができるが、軽
量化の点でこれの混紡繊維あるいは導電性高分子繊維の
方が本発明に適する。
説明する。本発明における導電性繊維は、金属細線ある
いは導電性高分子繊維の単独繊維あるいは汎用繊維との
混紡繊維よりなることを特徴とし、その導電性高分子繊
維は、汎用繊維の少なくともその表面に、金属あるいは
カーボンブラック含有の導電膜、あるいは導電性主鎖電
子共役系高分子層を形成したことを特徴としている。金
属製繊維を導電性繊維として用いることができるが、軽
量化の点でこれの混紡繊維あるいは導電性高分子繊維の
方が本発明に適する。
【００１７】本発明の高分子太陽電池は、つぎのような
２種類の具体的構成によって構成される。
２種類の具体的構成によって構成される。
【００１８】第１の構成は、図１に示すような構成であ
る。織物は基本的に経糸と緯糸を用いて織ることによっ
て構成されるが、図１は平織りの場合を示している。織
物を構成する経糸と緯糸の両方を導電性繊維１、３より
構成するが、その少なくとも一方に高分子光電位誘起層
２を形成し、他方を集電極３として用いる構成である。
る。織物は基本的に経糸と緯糸を用いて織ることによっ
て構成されるが、図１は平織りの場合を示している。織
物を構成する経糸と緯糸の両方を導電性繊維１、３より
構成するが、その少なくとも一方に高分子光電位誘起層
２を形成し、他方を集電極３として用いる構成である。
【００１９】さらにもう一つの構成として第２の構成
は、織物を構成する経糸と緯糸をいずれも導電性繊維に
よって構成し、その導電性繊維よりなる経糸と緯糸にそ
れぞれ高分子半導体のｐ層、ｎ層を形成し織物とする事
によって両者の接触をさせｐｎ接合高分子光電位誘起層
を形成する方法である。
は、織物を構成する経糸と緯糸をいずれも導電性繊維に
よって構成し、その導電性繊維よりなる経糸と緯糸にそ
れぞれ高分子半導体のｐ層、ｎ層を形成し織物とする事
によって両者の接触をさせｐｎ接合高分子光電位誘起層
を形成する方法である。
【００２０】これらの構成のうち、第１と第２の構成で
は確実な電気的接触が必要なことから、経糸と緯糸を接
着あるいは融着して電気特性を安定化することができ
る。本発明に用いる織物は導電性繊維よりなるが、一般
に織物の織り方にはきわめて多様なものがあり、それら
を利用することができる。その例として、平織り、斜文
織り、朱子織り、その他の変化織などの原組織を持つも
の、ベッチン、コール天、タオル、ビロード、カーペッ
ト（カットパイル、ループパイル）、接結パイル織物な
どのパイル組織をもつものなどを利用できる。ほかに丸
編、緯編、経編、接結パイル編物、その他の変化編物と
しても展開できる。これらパイル組織、編み織りなどの
構造は、表面積がきわめて大きい特徴をもち、単位面積
当りの発電量を高くできる。また、近年ハイテクを利用
して多くの超極細繊維が開発されており、これらの技術
を本発明に有効に利用することも可能である。この場合
には当然それぞれの織物形状にあった電極、高分子光電
位誘起層、集電極などの形状を考慮する必要がある。
は確実な電気的接触が必要なことから、経糸と緯糸を接
着あるいは融着して電気特性を安定化することができ
る。本発明に用いる織物は導電性繊維よりなるが、一般
に織物の織り方にはきわめて多様なものがあり、それら
を利用することができる。その例として、平織り、斜文
織り、朱子織り、その他の変化織などの原組織を持つも
の、ベッチン、コール天、タオル、ビロード、カーペッ
ト（カットパイル、ループパイル）、接結パイル織物な
どのパイル組織をもつものなどを利用できる。ほかに丸
編、緯編、経編、接結パイル編物、その他の変化編物と
しても展開できる。これらパイル組織、編み織りなどの
構造は、表面積がきわめて大きい特徴をもち、単位面積
当りの発電量を高くできる。また、近年ハイテクを利用
して多くの超極細繊維が開発されており、これらの技術
を本発明に有効に利用することも可能である。この場合
には当然それぞれの織物形状にあった電極、高分子光電
位誘起層、集電極などの形状を考慮する必要がある。
【００２１】本発明における導電性高分子繊維は、汎用
繊維の少なくともその表面に、金属粒子（ウイスカーも
含む）あるいはカーボンブラック含有の導電塗膜、ある
いは導電性主鎖電子共役系高分子層を形成してなる構成
される。金属（粒子やウイスカーも含む）あるいはカー
ボンブラック含有の導電膜を形成した繊維としては、糸
状発熱体などと呼ばれているカーボンブラック含有導電
高分子塗膜を表面に形成した繊維や、金属メッキ繊維な
どが利用できる。
繊維の少なくともその表面に、金属粒子（ウイスカーも
含む）あるいはカーボンブラック含有の導電塗膜、ある
いは導電性主鎖電子共役系高分子層を形成してなる構成
される。金属（粒子やウイスカーも含む）あるいはカー
ボンブラック含有の導電膜を形成した繊維としては、糸
状発熱体などと呼ばれているカーボンブラック含有導電
高分子塗膜を表面に形成した繊維や、金属メッキ繊維な
どが利用できる。
【００２２】一方、導電性主鎖電子共役系高分子層を形
成した具体的な繊維としては、ポリピロール被覆繊維(S
ynthetic Metal,28,C823(1989)) 、ポリアニリン被覆繊
維、ポリピロールーアラミド複合繊維(Chem. Mater.,
2, 349(1990))、フタロシアニンーアラミド複合繊維(
高分子、35巻、359 頁(1986)) などの導電性繊維が報告
されている。汎用繊維としては、ポリエステル、ナイロ
ン、アラミド、ポリアリレート、ビニロンなどいずれの
合成繊維（有機繊維）も利用可能である。
成した具体的な繊維としては、ポリピロール被覆繊維(S
ynthetic Metal,28,C823(1989)) 、ポリアニリン被覆繊
維、ポリピロールーアラミド複合繊維(Chem. Mater.,
2, 349(1990))、フタロシアニンーアラミド複合繊維(
高分子、35巻、359 頁(1986)) などの導電性繊維が報告
されている。汎用繊維としては、ポリエステル、ナイロ
ン、アラミド、ポリアリレート、ビニロンなどいずれの
合成繊維（有機繊維）も利用可能である。
【００２３】本発明に用いる導電性主鎖電子共役系高分
子とは、高分子主鎖の電子が共役した導電性を有する高
分子で、共役電子がπ電子のものとσ電子のものがあ
る。π電子共役系高分子には、ポリアセチレン誘導体
や、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリアリーレンビニレンに代表される多くの
導電性芳香族高分子がある。一方、σ電子共役系高分子
としてはポリシラン、ポリゲルマンに代表される非炭素
主鎖の高分子がある。しかし、導電性繊維を構成する具
体的な材料としては、ピロールやチオフェンモノマー単
位を含む高分子が適している。
子とは、高分子主鎖の電子が共役した導電性を有する高
分子で、共役電子がπ電子のものとσ電子のものがあ
る。π電子共役系高分子には、ポリアセチレン誘導体
や、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリアリーレンビニレンに代表される多くの
導電性芳香族高分子がある。一方、σ電子共役系高分子
としてはポリシラン、ポリゲルマンに代表される非炭素
主鎖の高分子がある。しかし、導電性繊維を構成する具
体的な材料としては、ピロールやチオフェンモノマー単
位を含む高分子が適している。
【００２４】本発明における導電性繊維はまた、金属細
線あるいは上記の導電性高分子繊維と汎用繊維との混紡
繊維より構成することができる。この場合には繊維の機
械特性が優れるため、風合いのよい織物となる。
線あるいは上記の導電性高分子繊維と汎用繊維との混紡
繊維より構成することができる。この場合には繊維の機
械特性が優れるため、風合いのよい織物となる。
【００２５】この導電性繊維の上に高分子光電位誘起層
を形成するが、電解重合、ミセル電解重合、電着法、塗
装などの方法によって容易に形成できる。本発明におけ
る高分子光電位誘起層がｐｎ接合高分子半導体である構
成では、導電性主鎖電子共役系高分子に種々の不純物ド
ーパントをドープすることによって接合を形成できる
が、他の材料とのヘテロ接合でもよい。すなわち、この
高分子光電位誘起層を形成する導電性主鎖電子共役系高
分子にも、上記の導電性繊維と同様の導電性主鎖電子共
役系高分子を使用することができる。これに加えてさら
に、つぎのような電子伝導性材料も利用できる。ｎ形ポ
リマ：ペリレンテトラカルボン酸誘導体、オキサジアゾ
ール誘導体、フタロペリノンなどをドープした高分子組
成物、シアノポリマ、ハロゲン化ポリマ。ｐ形ポリマ：
フタロシアニン誘導体、ポリチオフェン、ポリピロー
ル、ポリイミドーポリフェニレンスルフィド（ＰＩ−Ｐ
ＰＳ）共重合体、溶媒可溶導電性ポリイミド、（di-,tr
i-）フェニルアミン誘導体ポリマなどがある。
を形成するが、電解重合、ミセル電解重合、電着法、塗
装などの方法によって容易に形成できる。本発明におけ
る高分子光電位誘起層がｐｎ接合高分子半導体である構
成では、導電性主鎖電子共役系高分子に種々の不純物ド
ーパントをドープすることによって接合を形成できる
が、他の材料とのヘテロ接合でもよい。すなわち、この
高分子光電位誘起層を形成する導電性主鎖電子共役系高
分子にも、上記の導電性繊維と同様の導電性主鎖電子共
役系高分子を使用することができる。これに加えてさら
に、つぎのような電子伝導性材料も利用できる。ｎ形ポ
リマ：ペリレンテトラカルボン酸誘導体、オキサジアゾ
ール誘導体、フタロペリノンなどをドープした高分子組
成物、シアノポリマ、ハロゲン化ポリマ。ｐ形ポリマ：
フタロシアニン誘導体、ポリチオフェン、ポリピロー
ル、ポリイミドーポリフェニレンスルフィド（ＰＩ−Ｐ
ＰＳ）共重合体、溶媒可溶導電性ポリイミド、（di-,tr
i-）フェニルアミン誘導体ポリマなどがある。
【００２６】本発明の高分子光電位誘起層としては、こ
のようなｐｎ接合の他、電極金属と高分子半導体間のシ
ョットキーバリヤ接合であってもよい。ショットキーバ
リヤ接合の場合には、高分子半導体が上記のような導電
性主鎖電子共役系高分子のほか金属フタロシアニンのよ
うな顔料や色素を分散した高分子よりなる構成も適して
おり、電極金属には仕事関数の差の大きい金属や金属酸
化物が１対の電極として用いられる。例えば、Ａｌ／Ａ
ｇ，Ａｌ／Ａｕ，Ｇａ／Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ｇａ／Ｐｔなどの
組合せなどがそれである。
のようなｐｎ接合の他、電極金属と高分子半導体間のシ
ョットキーバリヤ接合であってもよい。ショットキーバ
リヤ接合の場合には、高分子半導体が上記のような導電
性主鎖電子共役系高分子のほか金属フタロシアニンのよ
うな顔料や色素を分散した高分子よりなる構成も適して
おり、電極金属には仕事関数の差の大きい金属や金属酸
化物が１対の電極として用いられる。例えば、Ａｌ／Ａ
ｇ，Ａｌ／Ａｕ，Ｇａ／Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ｇａ／Ｐｔなどの
組合せなどがそれである。
【００２７】本発明の高分子太陽電池に、さらに反射防
止表面コート層として透明高分子膜を形成する実際的な
構成もあり、この透明高分子膜の形成は容易にできる。
次に、具体的実施例を示す。
止表面コート層として透明高分子膜を形成する実際的な
構成もあり、この透明高分子膜の形成は容易にできる。
次に、具体的実施例を示す。
【００２８】実施例１ 半導電性フタロシアニンーアラミドハイブリッド繊維
（１０００デニール）と0.03mm径の銅線５本を混紡した
繊維１に、ペリレンテトラカルボン酸誘導体を４０％ド
ープしたポリウレタン組成物薄膜を形成した。さらに、
チオフェンモノマーを溶解したアセトニトリル電解重合
溶液中に浸漬、乾燥し、ｐ形ポリチオフェン被覆を形成
して高分子光電位誘起層２とした。これを緯糸とし、0.
015mm 径の銅線20本を束ねたより線を経糸３として、図
１のように平織りを構成した。この織物の端部からリー
ド線を取り出し、日光に当てて経緯のリード線間の起電
力を測定したところ、１．２Ｖの起電力（開放電圧）を
発生した。短絡電流は、２３μＡを示した。
（１０００デニール）と0.03mm径の銅線５本を混紡した
繊維１に、ペリレンテトラカルボン酸誘導体を４０％ド
ープしたポリウレタン組成物薄膜を形成した。さらに、
チオフェンモノマーを溶解したアセトニトリル電解重合
溶液中に浸漬、乾燥し、ｐ形ポリチオフェン被覆を形成
して高分子光電位誘起層２とした。これを緯糸とし、0.
015mm 径の銅線20本を束ねたより線を経糸３として、図
１のように平織りを構成した。この織物の端部からリー
ド線を取り出し、日光に当てて経緯のリード線間の起電
力を測定したところ、１．２Ｖの起電力（開放電圧）を
発生した。短絡電流は、２３μＡを示した。
【００２９】実施例２ 0.03mm径の銅線５本を混紡したポリエステル繊維（１０
００デニール）を二つに分け、それぞれにペリレンテト
ラカルボン酸誘導体を３０％ドープした熱接着性ポリウ
レタン組成物よりなるｎ形高分子半導体薄膜と、ｐ形ポ
リチオフェン薄膜とを被覆した。これらをそれぞれ経
糸、緯糸として平織りの織物とした。これを１０ｃｍ角
に切り出し、１３０℃の熱をかけて経糸と緯糸とを融着
しｐｎ接合を形成し高分子光電位誘起層とした。この織
物の端部からリード線を取り出し、日光に当てて経緯の
リード線間の起電力を測定したところ、０．９Ｖの起電
力（開放電圧）を発生した。短絡電流は、２１μＡを示
した。
００デニール）を二つに分け、それぞれにペリレンテト
ラカルボン酸誘導体を３０％ドープした熱接着性ポリウ
レタン組成物よりなるｎ形高分子半導体薄膜と、ｐ形ポ
リチオフェン薄膜とを被覆した。これらをそれぞれ経
糸、緯糸として平織りの織物とした。これを１０ｃｍ角
に切り出し、１３０℃の熱をかけて経糸と緯糸とを融着
しｐｎ接合を形成し高分子光電位誘起層とした。この織
物の端部からリード線を取り出し、日光に当てて経緯の
リード線間の起電力を測定したところ、０．９Ｖの起電
力（開放電圧）を発生した。短絡電流は、２１μＡを示
した。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明は、導電性繊維より
なる電極と高分子光電位誘起層とにより構成される有機
材料系の太陽電池であるから、比重が小さく軽量な上、
汎用織物のように自由な形状に加工することも可能であ
るという特徴をもっている。本発明の高分子太陽電池
は、織物より構成されるため、非常に比表面積の大きい
構造で太陽光を効率的に吸収できるとともに、大面積の
電池も複雑な形の電池も可能である。
なる電極と高分子光電位誘起層とにより構成される有機
材料系の太陽電池であるから、比重が小さく軽量な上、
汎用織物のように自由な形状に加工することも可能であ
るという特徴をもっている。本発明の高分子太陽電池
は、織物より構成されるため、非常に比表面積の大きい
構造で太陽光を効率的に吸収できるとともに、大面積の
電池も複雑な形の電池も可能である。
【００３１】また、この高分子太陽電池は繊維の長さ方
向に並列構造の等価回路を有するから、全体としてマル
チ並列回路となり、体積固有抵抗の高い高分子電位誘起
層であっても大電流を取り出すことができるという特徴
がある。それ故、この高分子太陽電池は極めて大きな面
積での用途にむしろ適するということができる。また、
どこか１箇所電極線が断線してもマルチ並列回路である
から全電流に大きな影響を与えないというフェイルセー
フ性をもっている。逆に対電極の短絡の場合でも、短絡
箇所の電極が飛び散り揮散する構造にすれば、同様にフ
ェイルセーフ性は保たれる。また、大面積でマルチ並列
等価回路であるにもかかわらず織物の端部から簡単に電
極が取り出しできるという特徴もある。このように本発
明は工業的価値の大なるものである。
向に並列構造の等価回路を有するから、全体としてマル
チ並列回路となり、体積固有抵抗の高い高分子電位誘起
層であっても大電流を取り出すことができるという特徴
がある。それ故、この高分子太陽電池は極めて大きな面
積での用途にむしろ適するということができる。また、
どこか１箇所電極線が断線してもマルチ並列回路である
から全電流に大きな影響を与えないというフェイルセー
フ性をもっている。逆に対電極の短絡の場合でも、短絡
箇所の電極が飛び散り揮散する構造にすれば、同様にフ
ェイルセーフ性は保たれる。また、大面積でマルチ並列
等価回路であるにもかかわらず織物の端部から簡単に電
極が取り出しできるという特徴もある。このように本発
明は工業的価値の大なるものである。
【図１】本発明における高分子太陽電池の構成の１例を
示す図である。
示す図である。
１ 導電性繊維 ２ 高分子電位誘起層 ３ 集電極
Claims (3)
- 【請求項１】 織物を構成する経糸と緯糸を一対の電極
としてそれぞれ導電性繊維より構成し、前記経糸と前記
緯糸のそれぞれがお互いに異なった構成よりなり、前記
経糸と前記緯糸のいずれか一方に高分子光電位誘起層が
形成されてなる高分子太陽電池。 - 【請求項２】 前記経糸と前記緯糸のいずれか一方に予
め高分子半導体のｐ層およびｎ層を形成し、織物とし両
者を接触させてなる請求項１に記載の高分子太陽電池。 - 【請求項３】 導電性繊維が、天然繊維または化合成繊
維の少なくともその表面に、金属もしくはカーボンブラ
ック含有の導電膜、もしくは導電性主鎖電子共役系高分
子層を形成してなる導電性高分子繊維を含んでなる請求
項１または２に記載の高分子太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187692A JP3069160B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 高分子太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187692A JP3069160B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 高分子太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536999A JPH0536999A (ja) | 1993-02-12 |
| JP3069160B2 true JP3069160B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16210482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3187692A Expired - Fee Related JP3069160B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 高分子太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069160B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986206A (en) * | 1997-12-10 | 1999-11-16 | Nanogram Corporation | Solar cell |
| GB0210889D0 (en) * | 2002-05-14 | 2002-06-19 | Koninkl Philips Electronics Nv | Garment and method for producing the same |
| GB0213224D0 (en) * | 2002-06-07 | 2002-07-17 | Suisse Electronique Microtech | Large area array |
| CN100505325C (zh) * | 2006-11-10 | 2009-06-24 | 北京大学 | 染料敏化太阳能电池及其工作电极 |
| KR101539670B1 (ko) | 2009-10-13 | 2015-07-27 | 삼성전자주식회사 | 전기에너지 발생장치 |
| JP4935910B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2012-05-23 | 大日本印刷株式会社 | 有機薄膜太陽電池 |
| JP5435489B2 (ja) * | 2010-05-20 | 2014-03-05 | 古河電気工業株式会社 | 有機薄膜太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび有機薄膜太陽電池素子の製造方法 |
| KR101527362B1 (ko) * | 2014-07-03 | 2015-06-09 | 연세대학교 산학협력단 | 직물구조의 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법 |
| JP2019186258A (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | 住江織物株式会社 | 繊維状光発電素子の直列接続構造、及び該直列接続構造で接続された繊維状光発電素子を備える布型太陽電池 |
| JP7232538B2 (ja) * | 2018-12-21 | 2023-03-03 | 住江織物株式会社 | 光発電部付き織物 |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3187692A patent/JP3069160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536999A (ja) | 1993-02-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
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