JP3183181U

JP3183181U - 太陽電池を備えた縦型ブラインド用スラット及びこれを用いた縦型ブラインド

Info

Publication number: JP3183181U
Application number: JP2013000799U
Authority: JP
Inventors: 研次表
Original assignee: KURAMOTO CO., LTD.; Ideal Star Inc
Current assignee: KURAMOTO CO., LTD.; Ideal Star Inc
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2023-02-15

Abstract

【課題】従来のスラットに近い柔軟性を有し、スラットが風に煽られても太陽電池同士の緩衝を抑制することができる縦型ブラインド用スラット及びこれを用いた縦型ブラインドを提供する。
【解決手段】太陽電池による発電機能を備えた縦型ブラインド用スラットであって、有機薄膜太陽電池よりなる複数のセル１を、スリット２を介して上下に配列して、前記複数のセル１の両側を上下に延びた枠部材３でそれぞれ固定し、かつ、前記枠部材３内に設けた配線１４により前記複数のセル１を電気的に接続したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案は、太陽電池を備えた縦型ブラインド用スラット及びこれを用いた縦型ブラインドに関するものである。

近年、化石燃料に代わるクリーンエネルギーとして、太陽光を電気に変える太陽電池の開発が盛んに行われている。

太陽電池は、その発電効率を最大限に発揮するように設計され、通常、建物の屋根や屋上等の屋外に架台を介して設置されている。

このような屋外設置型の太陽電池は、設置に伴う大がかりな工事が必要であり、容易に新設や増設が困難であるといった問題があった。

また、屋外に設置される太陽電池は風雨に曝されるため、機材の劣化や油分の付着等に伴う発電効率の低下等を考慮して、定期的なメンテナンスが必要となる場合がある。

このような状況から、近年では建物の窓の屋内側に装着するブラインドに太陽電池を取り付けて発電するものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

この提案は、縦型ブラインドのスラットに一枚の太陽電池パネルを装着し、スラット同士を電気的に直列接続した構成のものである。

このような構成の縦型ブラインドでは、太陽電池パネルが比較的厚いため、スラット全体が厚くなり柔軟性がなくなる。また、例えば、風が吹いたときには、風に煽られたスラット同士が緩衝して、スラット表面に装着した太陽電池が破損するといったことが懸念されていた。

特開２０１１−１５７７２９号公報

本考案は、上記のような背景から従来の問題点を解消し、柔軟性を有し、スラットが風に煽られても太陽電池同士の緩衝を抑制することができる縦型ブラインド用スラット及びこれを用いた縦型ブラインドを提供することを課題としている。

即ち、本考案の縦型ブラインド用スラットは以下のことを特徴としている。

第１に、太陽電池による発電機能を備えた縦型ブラインド用スラットであって、有機薄膜太陽電池よりなる複数のセルを、スリットを介して上下に配列して、前記複数のセルの両側を上下に延びた枠部材でそれぞれ固定し、かつ、前記枠部材内に設けた配線により前記複数のセルを電気的に接続したことを特徴とする。

第２に、上記第１の考案の縦型ブラインド用スラットにおいて、前記セルが、少なくとも透明電極層、発電層、金属電極層を積層してなることを特徴とする。

第３に、上記第１又は第２の考案の縦型ブラインド用スラットにおいて、前記セルが、全体として遮光性を有することを特徴とする。

第４に、上記第１又は第２の考案の縦型ブラインド用スラットにおいて、前記セルが、０〜９０％の光透過率を有することを特徴とする。

第５に、縦型ブラインドであって、上記第１から第４の考案の縦型ブラインド用スラットを横方向に併設し、それぞれのスラットを電気的に接続したことを特徴とする。

第６に、上記第５の考案の縦型ブラインドにおいて、前記縦型ブラインド用スラットが、上部にて電線により電気的に接続されていることを特徴とする。

第７に、上記第５の考案の縦型ブラインドにおいて、前記縦型ブラインド用スラットが、ボトムコードを兼ねた電線により電気的に接続されていることを特徴とする。

本考案によれば、有機薄膜太陽電池を採用することにより、柔軟性を有し、縦に配列した有機薄膜太陽電池の間にスリットを形成させることにより、スラットが風に煽られても太陽電池同士の接触を低減することができる縦型ブラインド用スラット及びこれを用いた縦型ブラインドを提供することができる。

本考案の縦型ブラインド用スラットを示す概略正面図である。図１のスラットのＡ−Ａ’の断面を示す概略断面図である。有機薄膜太陽電池セルの層構成を示す概略図である。セルの電気的接続状態を示す概略図であって、（Ａ）は並列接続の状態を示し、（Ｂ）は直列接続の状態を示す概略図である。本考案の縦型ブラインド用スラットを用いた縦型ブラインドを示す概略斜視図である。縦型ブラインド用スラット同士を、ボトムコードを兼ねた電線ケーブルにより接続した状態を示す概略斜視図である。

本考案の縦型ブラインド用スラットは、太陽電池による発電機能を備えたことを特徴とする縦型ブラインド用スラットである。

以下に本考案の縦型ブラインド用スラットの一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本考案の縦型ブラインド用スラット示す概略斜視図である。

図１に示す縦型ブラインド用スラットは、複数の太陽電池のセル１を、間隔を置いてスリット２を形成するように縦に配列して電気的に接続し、両側を枠部材３で固定した構成となっている。即ち、セル１は図２に示すように両側を枠部材３で支持された構造となっている。

また、スラット上部にはハンガー部４が設けられており、通常のスラットと同様にランナーフックに掛けられるように、掛け穴４１が形成されている。

本考案で用いられるセル１は、図３に示すように、基板１０の上に、透明電極層１１と、電子輸送層１２１、有機発電層１２２、ホール輸送層１２３からなる発電層１２及び金属電極層１３を積層した構成の有機薄膜太陽電池セルである。

基板１０は、透明で強度を有するものであれば特に制限なく用いることができ、これらのものとしては、例えば、ガラス基板、樹脂フィルム基板等を挙げることができる。これらの中でも、強度と柔軟性を考慮した場合、樹脂フィルムを好適に用いることができる。

基板１０の厚さは、セル１の強度を維持できる厚さであれば特に制限はなく、通常０．１〜０．５ｍｍ程度である。

透明電極層１１は、発電層１２を形成するためのベースとなる層であり、通常、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなり、有機薄膜太陽電池の−極となる層である。厚さは約３００ｎｍ程度が考慮される。

発電層１２は、電子輸送層１２１、有機発電層１２２及びホール輸送層１２３から構成されている。

電子輸送層１２１は、電子受容体（アクセプター）として作用する公知のｎ型半導体層であり、具体的には、例えば、アモルファス酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等からなる層である。電子輸送層１２１の厚さは約３０ｎｍ程度である。

有機発電層１２２は、バルクヘテロ接合構造を有する層であり、具体的には、ｎ型有機半導体であるＰＣＢＭと、ｐ型半導体であるＰ３ＨＴからなるバルクヘテロ接合構造を有する有機発電層１２２である。有機発電層１２２の厚さは約３００ｎｍ程度である。

ホール輸送層１２３は、通常、電子供与体（ドナー）として作用する公知のｐ型半導体層であり、具体的には、例えば、水分散ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等からなる層である。ホール輸送層１２３の厚さは約７００ｎｍ程度である。

金属電極層１３は、発電層１２のホール輸送層１２３表面に、真空蒸着等により積層される金（Ａｕ）等からなる一面構造やメッシュ構造の、有機薄膜太陽電池の＋極となる層である。金属電極層１３の厚さは約２０ｎｍ程度である。

上記の基本的な構成の有機半導体のセル１は、光透過率が０〜９０％程度に調整された半透明のセルであって、表面及び裏面の両面のいずれからの光照射でも発電することが可能なものである。光透過率の調整は、基板１０の光透過率、発電層１２、金属電極層１３を調整することによって適宜設定が可能である。

また、本考案で用いるセル１では、本考案の目的を阻害しない範囲において、表裏面をラミネートすることにより補強することができる。セル１全体の厚さは特に制限されるものではないが、通常０．１〜１ｍｍの範囲である。

上記の有機薄膜太陽電池のセル１は、塗布プロセス又は蒸着プロセスによる製造が可能であるため、薄く軽量であり、かつ耐久性を有し、フレキシブルで意匠性が高いといった、スラットとして用いるための従来にない好適な特性を具備している。

セル１の大きさは、スラットの幅や、１枚のセルによる発電量等を考慮して適宜設定することができるが、通常１０ｃｍ×１０ｃｍ程度とするのが好ましい。

セル１をこの大きさとすることにより、通常の縦型ブラインド用スラットの規格と同程度のものとすることができるとともに、セル１枚の発電量を０．２〜１Ｗ程度に設定することが可能となり、縦に配列する枚数によりスラット１枚での発電量を容易に設定することができる。

前記セル１の電気的な接続は、セル１の特性に応じて適宜設計することができるが、出力電圧等を考慮して、例えば図４（Ａ）に示すように片側を＋極、他の片側を−極として、配線１４により両側を縦に電気的に接続して並列接続にしたり、図４（Ｂ）に示すように＋極、−極が交互になるようにセル１を配置して、配線１４により左右側で＋極と−極を交互に接属して直列接続にすることができる。

また、図４（Ａ）の並列接続と図４（Ｂ）の直列接続を組み合わせた構成の接続とすることもできる。

セル１の配線１４による接続は、通常公知のビニールコードや、フレキシブルフラットケーブル、フレキシブルプリント配線基板等を用いて行うことができる。

接続するセルの枚数は、セルの大きさ、スラットの大きさ及び、設定したスラット１枚の総合発電量等に応じて適宜設定することができ、例えば、セル１枚の大きさを１０ｃｍ×１０ｃｍとした場合には、数枚〜２０枚程度とすることができる。

１枚のスラットに設けられるセル１は一定の間隔を置いて配置されており、セル１とセル１の間にはスリット２が形成されている。スリット２を形成することにより空気の流れを逃がすことが可能となるため、例えば、風が吹いたときのスラットのバタつきを抑えることができる。

これによりセル１に対する衝撃を緩和することが可能となり、セル１の破損を防止することができると共に、外の風を取り込み室内の温度を調整することができる。

スリット２の寸法は、上記の効果が発現される寸法であれば特に制限はないが、スラットの遮光効果を考慮して、１〜５ｃｍ程度とするのが好ましい。

また、スラットの両側には、セル１の両側を固定し、さらに配線を内包し保護するための枠部材３が上下に亘って設けられている。枠部材３の材質及び形状は特に制限されるものではないが、材質としては、例えば、強度と柔軟性を有するゴムや、樹脂等を用いることができる。また形状としては、例えば、断面コの字型や、断面楕円型の枠部材３とすることができる。

上記のようにセル１同士を接続した配線は、スラット上部のハンガー部４にコネクタを設けて出力できるようにしたり、スラット下部のバランスウエイト５にコネクタ５１を設けて出力できるようにすることができる。

そして、上記のような構成のスラット複数枚を電気的に接続することにより、図５に示すような縦型ブラインドとすることができる。

本考案の縦型ブラインドにおけるスラット同士の電気的な接続に際しては、図６に示すように、スラット下部のバランスウエイト５に設けたコネクタ５１から出力するようにした場合には、通常、スラット同士を繋ぐために用いられるボトムコード（スペーサーコード）を兼ねた電線ケーブル１５を、プラグ１５１を介してコネクタ５１に接続することによりスラット同士を電気的に接続することができる。

この構成によるスラット同士の電気的な接続によれば、従来の縦型ブラインドと遜色のない外観の縦型ブラインドとすることができるためより好ましい。

また、バランスウェイト５の内部にフイルム電池等の蓄電池を内蔵して、これに一時的に蓄電し、この蓄電池同士を直列、又は並列に接続することもできる。

上記のようにしてスラットで発電して集電した電気は、通常公知の、逆流防止ダイオード、直流側開閉器を備えた充電コントローラー等を介して蓄電池に一時的に蓄電し、ＤＣ／ＤＣコンバーター等を介して所望の直流電力として利用したり、また、パワーコンディショナー等のインバーター装置により交流電力に変換した上で商業電源系統等に連系させて利用することができる。

以上、実施形態に基づき本考案の縦型ブラインド用スラットについて説明したが、本考案は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、セルを縦に配置して接続する構成としたが、セルをインターコネクトで接続したモジュールとしたものを縦に配置して接続する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、電子輸送層、有機発電層及び、ホール輸送層からなる有機薄膜太陽電池セルを用いて説明をしたが、有機薄膜太陽電池セルはこの構成のものに限定されず、例えば、ｎ型半導体層とｐ型半導体層のバイレイヤーからなる有機薄膜太陽電池セルを用いたり、バルクヘテロ接合型の単層有機薄膜太陽電池セルを用いることもできる。

さらに、上記の実施形態では、セルを光透過性のものとして、両面からの光照射により発電するものとして説明したが、ベース材料に完全に遮光する材料を用いて片面発電型の有機薄膜太陽電池としたり、これを両面に配置して両面発電型の有機薄膜太陽電池としたものを用いてもよい。

上記のような構成の本考案の縦型ブラインド用スラットによれば、スラットの取り付け構造を従来のスラットと同様の構造とすることができ、既使用のランナーフックに取り付けが可能なため、容易に設置が可能である。

また、両面発電型の有機薄膜太陽電池のセルを用いているので、昼間は外からの太陽光で発電させ、太陽光が照射しない夜間等は、室内の電灯の光により発電させることができ、効率の良い発電が可能となる。

さらに、セルとセルの間にスリットを形成することにより、空気の流れを逃がすことが可能となり、緩衝によるセルの破損を抑制することができると共に、外の風を取り込み室内の温度を調整することができる。

１セル
１１透明電極層
１２発電層
１２１電子輸送層
１２２有機発電層
１２３ホール輸送層
１３金属電極層
１４配線
１５電線ケーブル
１５１プラグ
２スリット
３枠部材
４ハンガー部
４１掛け穴
５バランスウエイト
５１コネクタ

Claims

太陽電池による発電機能を備えた縦型ブラインド用スラットであって、有機薄膜太陽電池よりなる複数のセルを、スリットを介して上下に配列して、前記複数のセルの両側を上下に延びた枠部材でそれぞれ固定し、かつ、前記枠部材内に設けた配線により前記複数のセルを電気的に接続したことを特徴とする縦型ブラインド用スラット。
前記セルが、少なくとも透明電極層、発電層、金属電極層を積層してなることを特徴とする請求項１に記載の縦型ブラインド用スラット。
前記セルが、全体として遮光性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の縦型ブラインド用スラット。
前記セルが、０〜９０％の光透過率を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の縦型ブラインド用スラット。
請求項１から４のいずれかに記載の縦型ブラインド用スラットを横方向に併設し、それぞれのスラットを電気的に接続したことを特徴とする縦型ブラインド。
前記縦型ブラインド用スラットが、上部にて電線により電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の縦型ブラインド。
前記縦型ブラインド用スラットが、ボトムコードを兼ねた電線により電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の縦型ブラインド。