JP3260389B2 - 光電解装置用太陽電池モジュール及び光電解装置 - Google Patents

光電解装置用太陽電池モジュール及び光電解装置

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光電解装置用太陽電池モジュール及びその
太陽電池モジュールを適用した光電解装置に関し、特に
球状太陽電池素子を複数個直列接続して必要な電解電圧
を発生させるようにした太陽電池モジュールを活用し
て、太陽エネルギーで電解液の電解を行う技術に技術に
関するものである。
背景技術 従来、酸化チタン（TiO2）で発生する光起電力で水を
電気分解する試みがあるが、酸化チタンではエネルギー
変換が可能な光の波長が約420nm以下であるので、太陽
光に対するエネルギー変換効率は極めて低く、実用化さ
れていない。
従来、電解液に浸漬した太陽電池により太陽光の光起
電力で電解液を電解する技術は、米国特許第4021323号
公報と、本願出願人の出願に特開平６−125210号公報に
記載されている。
前記米国特許公報には、シリコンの球状結晶にpn接合
を形成し、これら複数の球状結晶（マイクロ光電池）に
共通の金属電極被膜を形成した太陽電池アレイが開示さ
れ、また、前記同様の太陽電池アレイを電解液中に浸漬
し、太陽光による光起電力で沃化水素酸や臭化水素酸の
溶液を電気分解させる光化学エネルギー変換装置が記載
されている。
前記特開平６−125210号公報には、半導体結晶基板の
表面の付近に、複数の球状結晶をマトリックス状に且つ
半導体結晶基板と一体的に形成し、各球状結晶の表面部
にpn接合を含む光起電力発生部を形成し、それらの複数
の球状結晶に個別の表面電極及び共通の裏面電極を形成
してなる受光素子アレイが開示され、また、前記受光素
子アレイを組み込んだ光電解装置が開示されている。
しかし、前記両公報に記載の技術では、太陽光等を受
光できる方向が片面に限定されているため光空間の光を
利用する光利用率を高めることが難しい。
太陽電池アレイや受光素子アレイの電極被膜を固定的
に形成する関係上、pn接合を形成する球状結晶の直列接
続数で光起電力の大きさが決まってしまうため、光電解
装置毎に太陽電池アレイや受光素子アレイを設計して製
作する必要がある。それ故、光電解装置に適用する太陽
電池アレイや受光素子アレイの製作コストを低減するこ
とが難しく、種々の光電解装置や種々のサイズの光電解
装置に適する汎用に優れる太陽電池アレイや受光素子ア
レイを製作することが難しい。
本発明の発明者は、マイクロ光電池（またはマイクロ
光触媒）として機能する球状半導体デバイス（直径約0.
5〜2.0mm）を用いた光電解装置について研究してきた。
この種の光電解装置においては、多数の小粒の球状半導
体デバイスを電解液中に受光可能に配置して支持し、反
応生成物を確実に分離する必要があるが、そのような多
数の球状半導体デバイスの配置と支持のための構造は、
未だ何ら提案されていない。
本発明の目的は複数の独立の粒状の球状太陽電池素子
を適用した光電解装置用太陽電池モジュールを提供する
ことである。本発明の別の目的は光起電力の大きさを適
宜設定可能な光電解装置用太陽電池モジュールを提供す
ることである。本発明の他の目的は種々の光電解装置に
適用可能な汎用性に優れる光電解装置用太陽電池モジュ
ールを提供することである。本発明の他の目的は種々の
方向からの太陽光を受光可能な光電解装置用太陽電池モ
ジュールを提供することである。
本発明の他の目的は電解用電極における過電圧を防止
でき且つ前記電極からの反応生成物の離脱を促進できる
光電解装置用太陽電池モジュールを提供することであ
る。本発明の他の目的は触媒機能のある電解用電極を備
えた光電解装置用太陽電池モジュールを提供することで
ある。本発明の他の目的は、前記光電解装置用太陽電池
モジュールを適用した光電解装置を提供することであ
る。
発明の開示 本発明の光電解装置用太陽電池モジュールは、複数の
球状太陽電池素子と、これら球状太陽電池素子を電気的
に直列接続した状態で収容して保持する透明な筒状の保
持部材と、この保持部材の両端部に液密に装着され保持
部材外に露出した１対の電解用電極とを備え、前記球状
太陽電池素子の各々は、ｐ型又はｎ型の球状半導体結晶
と、この球状半導体結晶の表面部に形成したpn接合を含
む光起電力発生部と、この光起電力発生部で発生した光
起電力を取り出す為に球状半導体結晶の中心に対して対
称な両端部に形成された１対の電極とを備え、電解液中
に浸漬した状態で太陽光による光起電力で電解液の電解
に適用されることを特徴とするものである。
ここで、前記複数の球状太陽電池素子の数は、光起電
力発生部で発生する光起電力の電圧と電解液の必要電解
電圧とに応じて設定されることが望ましい。前記１対の
電解用電極の各々の表面に、電解反応を促進する触媒機
能のある金属被膜を形成することが望ましい。また、前
記電解用電極の電解液と接する部位に、過電圧低減と電
解による反応生成物の離脱を促進する為の尖った先鋭部
を形成することが望ましい。
前記光電解装置用太陽電池モジュールにおいては、透
明な保持部材の内部に複数の球状太陽電池素子を電気的
に直列接続した状態で収容してあるので、種々の方向か
ら入射する光により光起電力が発生する。直列接続する
球状太陽電池素子の数を変えることで、光起電力の大き
さを自由に設定できるため、種々の光電解装置に適用可
能な汎用性に優れたものとなる。電解用電極の表面に接
触機能のある金属被膜を形成すると、触媒作動により電
解の速度が高まる。また、電解用電極に先鋭部を形成す
ると、過電圧低減を図り且つ反応生成物の離脱を促進す
ることができる。
本発明の光電解装置は、内部に電解液を収容し内部に
太陽光を導入可能な容器と、この容器内に電解液に浸漬
した状態に配設され太陽光を受光して光起電力を発生す
る複数の太陽電池モジュールと、これら太陽電池モジュ
ールの電解用陽極と電解用陰極間を両電極で生成した反
応生成物を分離可能に仕切る仕切り部材であって複数の
太陽電池モジュールが貫通状に装着された仕切り部材と
を備えたことを特徴とするものである。
ここで、各太陽電池モジュールは、ｐ型又はｎ型の球
状半導体結晶と、この球状半導体結晶の表面部に形成し
たpn接合を含む光起電力発生部と、この光起電力発生部
で発生した光起電力を取り出す為に球状半導体結晶の中
心に対して対称な両端部に形成された１対の電極とを夫
々備えた複数の球状太陽電池素子と、これら球状太陽電
池素子を電気的に直列接続した状態で収容して保持する
透明な筒状の保持部材と、この保持部材の両端部に液密
に装着され電解液中に露出した電解用陽極と電解用陰極
とを備えることが望ましい。また、前記容器内へ少なく
とも上方から太陽光を照射可能に構成することが望まし
い。さらに、前記仕切り部材は高分子電解質で構成して
よく、この場合、前記高分子電解質が水素イオン伝導体
であってもよい。
この光電解装置においては、太陽光を照射すると、複
数の太陽電池モジュールにおいて光起電力が発生し、各
太陽電池モジュールの電解用陽極で酸化反応が起こり、
電解用陰極で還元反応が起こる。陽極と陰極間を両電極
で生成した反応生成物を分離可能に仕切る仕切り部材を
設けたため、酸化反応生成物と還元反応生成物とを仕切
り部材で分離したまま外部へ取り出すことができる。し
かも、この仕切り部材に複数の太陽電池モジュールを貫
通状に接着したので、複数の太陽電池モジュールを装着
し支持する為の構成が簡単になる。
この光電解装置の各太陽電池モジュール自体は、前記
光電解装置用太陽電池モジュールと同様の作用を奏す
る。前記仕切り部材を高分子電解質で構成する場合に
は、仕切り部材を透過してイオンが移動するため、反応
生成物を分離する機能を確保しつつイオンを移動させる
ことができる。例えば、電解により発生する水素イオン
を透過させる必要のある場合には、水素イオン伝導形の
高分子電解質で仕切り部材を構成するものとする。
図面の簡単な説明 図１は実施例１の光電解装置の縦断面図であり、図２
は図１のII−II線断面図であり、図３は球状太陽電池素
子の断面図であり、図４は光電解装置の太陽電池モジュ
ールの拡大断面図であり、図５は実施例２の光電解装置
の縦断面図であり、図６は図５のVI−VI線断面図であ
り、図７は図５の光電解装置の太陽電池モジュールの拡
大断面図であり、図８は実施例３の光電解装置の分解斜
視図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
実施例１（図１〜図３参照） この実施例における光電解装置１は、太陽エネルギー
で発生させた光起電力により水と炭酸ガスの電解液を電
気分解してメタンガス（CH4）と酸素ガス（O2）を発生
させる装置である。
図１、図２に示すように、この光電解装置１は、電解
液を収容する断面円形の容器２と、この容器２内の中心
部に設けた円筒状の仕切り部材３と、この仕切り部材３
に半径方向向けて貫通状に装着された複数の太陽電池モ
ジュール10と、容器２の底壁部2aに形成した水供給用の
第１供給ポート４及び水と炭酸ガス供給用の第２供給ポ
ート５と、容器２の蓋部2cにパイプ状に夫々一体形成さ
れたメタンガス取り出し用の第１導出ポート６及び酸素
ガス取り出し用の第２導出ポート７等を有する。
前記容器２は、ステンレス等の金属製の底壁部2aと、
この底壁部2aの上端に嵌合されて無機接着剤にて接着さ
れた透明なガラス製の円筒壁部2bと、この円筒壁部2bの
上端に嵌合されて開閉可能に塞ぐガラス製の蓋部2cとを
有し、第1,第２供給ポート4,5は底壁部2aに形成され、
第1,第２導出ポート6,7は蓋部2cに形成されている。
前記円筒状の仕切り部材３は、水素イオン伝導形の高
分子電解質（例えば、フッ素スルホン酸）で構成され、
仕切り部材３の下端部は底壁部2aのボス部2dに液密状に
外嵌されている。太陽電池モジュール10の装着の為に、
仕切り部材３は、中心を通る鉛直面で２分割された２分
割体3a,3bを接合面3cにて接着して構成されている。
尚、太陽電池モジュール10の長さを仕切り部材３の内径
よりも小さく形成する場合には、仕切り部材３を一体品
に構成できる。
仕切り部材３の内部が還元反応室８であり、円筒壁部
2bと仕切り部材３の間の室は酸化反応室９であり、太陽
電池モジュール10の電解用陰極14は還元反応室８の電解
液に接触しており、太陽電池モジュール10の電解用陽極
13は酸化反応室９の電解液に接触している。
前記第１供給ポート４は底壁部2aの開口穴2eにより酸
化反応室９に連通し、第２供給ポート５はボス部2dの開
口穴2fにより還元反応室８に連通している。第１導出ポ
ート６は還元反応室８の上端に連通し、第２導出ポート
７は酸化反応室９の上端に連通している。
図１、図２に示すように、本実施例の場合、合計18個
の太陽電池モジュール10が設けられ、これら太陽電池モ
ジュール10は平面視では周方向に例えば60゜間隔に配置
され、太陽電池ジュール10の電解用陰極14同士が極力離
れるように、高さ方向には18段階に高さを異ならせて配
置されている。
図３、図４に示すように、太陽電池モジュール10は、
直径が例えば0.5〜2.0mmの４個の球状太陽電池素子11
と、これら球状太陽電池素子11を電気的に直列接続した
状態で収容して保持する透明な石英ガラス管からなる保
持部材12と、この保持部材12の両端部に液密に装着され
保持部材12の外側に露出した電解用陽極13（酸化電極）
及び電解用陰極14（還元電極）とを有する。
図３に示すように、球状太陽電池素子11（マイクロ光
電池）は、球状のｐ型シリコン単結晶15と、その球状表
面の大部分にリン（Ｐ）を熱拡散して形成されたn+拡散
層16と、ほぼ球面状のpn+接合17と、ｐ型シリコン単結
晶15の中心に対して対称な両端部に形成された負極18及
び正極19と、反射防止膜20とを備え、この球状太陽電池
素子11にはpn+接合17を含む光起電力発生部（光起電力:
0.5〜0.6V）が形成されている。前記n+拡散層16のリン
濃度は２×1020cc-1程度であり、pn+接合17は、球状表
面から約0.5〜1.0μｍの深さの位置に形成されている。
正極19はｐ型シリコン単結晶15の表面に電気的に接続さ
れ、負荷18はn+拡散層16の表面に電気的に接続されてい
る。正極19は、チタン（Ti）の蒸着膜とその外面のニッ
ケル（Ni）の蒸着膜とからなる厚さ例えば1.0μｍのオ
ーミックコンタクトであり、負極18も同様の構成のオー
ミックコンタクトである。
反射防止膜20は、負極18及び正極19の表面以外の全表
面に形成されるが、この反射防止膜20は、SiO2の被膜
（例えば厚さ:0.3〜0.7μｍ）とその表面のTiO2の被膜
（例えば厚さ:0.3〜1.0μｍ）とからなる。
球状太陽電池素子11を製作する場合、例えば、鉛直の
落下チューブの上端側の電磁浮遊過熱装置によりｐ形シ
リコンの粒を浮遊状態のまま溶融し、その融液を落下チ
ューブの真空中を落下させながら凝固させて球状のｐ形
シリコン単結晶を作り、その球状ｐ形シリコン単結晶に
半導体集積回路の製造技術で適用される公知の種々の処
理と同様の種々の処理を施して球状太陽電池素子11を製
作することができる。
図４に示すように、４個の球状太陽電池素子11は直列
接続した太陽電池アレイ21（光起電力:2.0〜2.4V）とし
て保持部材12の内部に収容され、電解用陽極13は太陽電
池アレイ21の正極19に電気的に接続され、電解用陰極14
は太陽電池アレイ21の負極18に電気的に接続されてい
る。陽極13は、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）又はそれらの
合金からなる陽極本体13aと、その外面にメッキした触
媒機能のある白金（Pt）の被膜13bとで構成され、陰極1
4は、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）又はそれらの合金から
なる陰極本体14aと、その外面にメッキした触媒機能の
ある銅（Cu）又は銅合金の被膜14bとで構成されてい
る。陽極13の陽極本体13aは、保持部材12に内嵌挿入さ
れてガラスと融着されて液密の構造になり、陽極13の先
端部には、過電圧低減と反応生成物の離脱促進の為の尖
った先鋭部13cが形成されている。
陰極14の陰極本体14aは、保持部材12に内嵌挿入され
てガラスと融着されて液密の構造になり、陰極14の先端
部に横向きＴ形の係止部14dが形成され、係止部14dの中
段部には過電圧低減と反応生成物の離脱促進の為の尖っ
た先鋭部14cが形成されている。係止部14dの幅は保持部
材12の外径とほぼ同じで、係止部14dの高さは保持部材1
2の外径よりも大きい。
仕切り部材３の１対の２分割体3a,3bを接着する前
に、各２分割体3a,3bの貫通穴の内側に絶縁材料製の環
状のスペーサ22をセットした状態で、内側から太陽電池
モジュール10をスペーサ22と貫通穴とに貫通させて装着
し、その後２分割体3a,3bを合わせ面3cにおいて接着す
る。
次に、以上の光電解装置１の作用について説明する。
この光電解装置１の上方から例えば矢印Ａで示すよう
に、又は矢印Ｂで示すように、又はその他の種々の方向
から、太陽光を照射すると太陽電池モジュール10の各球
状太陽電池素子11の光起電力発生部で約0.5〜0.6Vの光
起電力が発生する。球状太陽電池素子11では、球状のｐ
型シリコン単結晶15の表面の大部分に沿ってpn-接合17
が形成されているので、光起電力発生部に入ってくる40
0〜1000nmの波長の入射光を吸収して効率よく光電変換
し、直接入射される太陽光だけでなく、容器２の底面や
その他の面からの反射光や容器２内で反射散乱を繰り返
した光をも効率よく吸収して光電変換する。太陽電池ア
レイ21は、４個の球状太陽電池素子11を直列接続したも
のであるので、太陽電池アレイ21では約2.0〜2.4Vの光
起電力が発生し、陰極14と陽極13に現れる。
酸化反応室９においては、陽極13の表面で、水が水素
イオン（H+）と酸素イオン（O--）とに分解されるとと
もに酸素イオンが酸化されて酸素ガス（O2）が発生す
る。水素イオン（H+）は、水素イオン伝導形の高分子電
解質からなる仕切り部材３を透過して還元反応室８内へ
移動し、陰極14の表面では、炭酸ガス（CO2）と水素イ
オン（H+）との還元反応が生じメタンガス（CH4）が発
生する。酸化反応室９に発生した酸素ガスは、第２導出
ポート７から図示外の外部ガス通路へ導出され、還元反
応室８に発生したメタンガスは第１導出ポート６から図
示外の外部ガス通路へ導出される。
この太陽電池モジュール10においては、球状太陽電池
素子11の直列接続数をかえることで光起電力の大きさを
変えることができ、種々の光電解装置に適用する上で有
利である。保持部材12は透明であり、球状太陽電池素子
11も殆ど全ての方向からの入射光を吸収するため、太陽
光のように入射方向が変化する光を光電変換する上で有
利である。陽極13と陰極14に先鋭部13c,14cを形成した
ので、過電圧低減を図り、反応生成物の離脱を促進し、
電解反応を促進することができる。陽極13と陰極14の表
面に触媒機能のある被膜13b,14bを形成したので、酸化
反応及び還元反応を促進することができる。
前記光電解装置１においては、容器２の円筒壁部2bと
蓋部2cとを透明なガラスで構成したので、種々の方向か
らの光を太陽電池モジュール10に入射させることができ
る。水素イオン伝導形の高分子電解質からなる仕切り部
材３により酸化反応室９と還元反応室８とを仕切り、そ
の仕切り部材３に太陽電池モジュール10を装着したの
で、仕切り部材３が、反応生成物（酸素ガスとメタンガ
ス）とを分離する機能と、水素イオンを透過させる機能
と、複数の太陽電池モジュール10を支持する機能の３機
能を果たすことになり、光電解装置１の構造が簡単化す
る。尚、この光電解装置１が、複数の太陽電池モジュー
ル10で光起電力を発生させる構成であるので、前記太陽
電池モジュール10の作用、効果を奏することは勿論であ
る。
前記実施例では、太陽エネルギーで発生させた光起電
力により、水と炭酸ガスからメタンガスと酸素ガスを発
生させる光電解装置１を例として説明したが、これ以外
に、炭酸ガスを電解還元して、エチレン（CH2＝CH2）、
メタノール（CH3OH）、エタノール（C2H5OH）、ギ酸（H
COOH）、シュウ酸（COOH）２等を発生させることもでき
る。この場合、太陽電池モジュール10における球状太陽
電池素子11の直列接続数を適宜設定することで、太陽電
池アレイ21の光起電力の大きさを適宜設定するものと
し、陰極14又はその触媒機能のある被膜14bを銅又は銅
合金製とすることが望ましい。
実施例２（図５〜図７参照） この実施例における光電解装置30は、太陽エネルギー
で発生させた光起電力により電解液としての水を電気分
解して水素ガス（H2）と酸素ガス（O2）を発生させる装
置である。
図５、図６に示すように、この光電解装置30は、断面
円形の容器31と、その内部を還元反応室32と酸化反応室
33とに仕切る仕切り部材34と、この仕切り部材34に貫通
状に装着された例えば15個の太陽電池モジュール35とを
有する。前記容器31は透明な石英ガラスで構成され、こ
の容器31は、底壁31aと、この底壁31aと一体の円筒壁部
31bと、この円筒壁部31bの上端を開閉可能に塞ぐ蓋板31
cとを有する。円筒壁部31bの内面の相対向する部位に
は、鉛直な凹溝36aを形成した石英ガラス又はステンレ
ス製のガイド部材36が固着されている。円筒壁部31bの
下部には、１つの水供給ポート37が形成され、この水供
給ポート37には水供給管38が接続されている。円筒壁部
31bの上端部に、酸化反応室33の上端から酸素ガスを導
出する為の第１導出ポート39及び還元反応室32の上端か
ら水素ガスを導出する為の第２導出ポート40が形成され
ている。
仕切り部材34は、前記実施例の仕切り部材３と同様に
水素イオン伝導形の高分子電解質で薄板状に形成され、
１対のガイド部材36の凹溝36aにスライドにて係合させ
て装着され、仕切り部材34の下端近傍部には水の流通の
為の開口穴34aが形成されている。
15個の太陽電池モジュール35は、仕切り部材34を貫通
する状態に５行３列のマトリックス状に配設され、それ
ら太陽電池モジュール35の電解用陰極48は還元反応室32
内の電解液に接触するように設けられ、電解用陽極46は
酸化反応室33の電解液に接触するように設けられてい
る。
図７に示すように、太陽電池モジュール35は、中間の
中継導体41とこの中継導体41を介して直列接続された４
個の球状太陽電池素子42とからなる太陽電池アレイ43
と、この太陽電池アレイ43を直列接続状態にて収容する
石英ガラス管からなる保持部材44と、光電池アレイ43の
正極45に電気的に接続された電解用陽極46と、太陽電池
アレイ43の負極47に電気的に接続された電解用陰極48と
を有する。
球状太陽電池素子42は、前記実施例の球状太陽電池素
子11と同様の構造と機能のものであるのでその説明を省
略する。球状太陽電池素子42の光起電力が0.5〜0.6Vで
あるので、太陽電池アレイ43の光起電力は2.0〜2.4Vで
ある。陽極46は、鉄ニッケル合金製の陽極本体46aと、
その先端面の接触機能のある白金の被膜46bとで構成さ
れ、陽極46の先端部には、過電圧低減用且つ反応生成物
の離脱促進用の先鋭部46cが形成されている。陰極48
は、鉄ニッケル合金製の陰極本体48aと、その先端面の
触媒機能のあるイリジウム（Ir）又はイリジウム合金の
被膜48bとで陽極46と同形状に構成され、陰極48の先端
部には、過電圧低減用且つ反応生成物の離脱促進用の先
鋭部48cが形成されている。尚、中継導体41も鉄ニッケ
ル合金製のものである。
図５、図６に示すように、各太陽電池モジュール35は
仕切り部材34に形成された貫通穴に貫通され、長さ方向
中央部が仕切り部材34の位置に位置するように装着さ
れ、陽極46が酸化反応室33に露出し、陰極46が還元反応
室32に露出する状態になっている。
この光電解装置30の作用について説明する。
この光電解装置30の上方から例えば矢印Ｃで示すよう
に、又は矢印Ｄで示すように、またはその他種々の方向
から、太陽光を照射すると太陽電池モジュール35の各球
状太陽電池素子42の光起電力発生部で約0.5〜0.6Vの光
起電力が発生し、太陽電池アレイ43では約2.0〜2.4Vの
光起電力が発生し、陽極46と陰極48とに現れる。酸化反
応室33においては、陽極46の表面で、水が水素イオン
（H+）と酸素イオン（O--）とに分解されるとともに酸
素イオンが酸化されて酸素ガス（O2）が発生する。水素
イオン（H+）は、水素イオン伝導形の高分子電解質から
なる仕切り部材34を通過して還元反応室32内へ移動し、
陰極48の表面では、水素イオン（H+）の還元反応が生じ
水素ガス（H2）が発生する。酸化反応室33に発生した酸
素ガスは、第１導出ポート39から図示外の外部ガス通路
へ導出され、還元反応室32に発生した水素ガスは第２導
出ポート40から図示外の外部ガス透路へ導出される。
この光電解装置30の太陽電池モジュール35は、前記実
施例１の太陽電池モジュール10と同様の作用、効果を奏
する他、保持部材44の長さ方向中央部に中継導体41を組
み込んであるため、保持部材44の強度、剛性を高める上
で有利であり、太陽電池モジュール35を仕切り部材34に
装着する上でも有利である。尚、中継導体41の長さを変
更して球状太陽電池素子42の直列接続数を変更すること
もできる。但し、中継導体41は必須のものでなく省略し
てもよい。この光電解装置30においては、１対のガイド
部材36の凹溝36aを介して仕切り部材34を着脱可能に装
着してあるため、仕切り部材34とともに太陽電池モジュ
ール35を取外すことができるため、太陽電池モジュール
35のメンテナンスの面で有利である。
実施例３（図８参照） この実施例における光電解装置50は、前記実施例２と
同様に、太陽エネルギーで発生させた光起電力により電
解液としての水を電気分解して水素ガス（H2）と酸素ガ
ス（O2）を発生させる装置である。
図８に示すように、この光電解装置50は、例えばステ
ンレス鋼板製の箱状の容器51と、容器51の上端を開閉可
能に塞ぐ透明なガラス製の蓋板52と、容器51の内部を６
つの反応室53a,53bに仕切る５枚の仕切り板54（仕切り
部材）と、各仕切り板54に装着された例えば21個の太陽
電池モジュール55と、水供給管56と、酸素ガス導出管57
と、水素ガス導出管58等を有する。容器51の前後の側壁
の内面のうち、仕切り板54を装着する５ケ所には、仕切
り板54を装着する為のガラス製又はステンレス製のガイ
ド部材56であって前記実施例２のガイド部材36と同様の
５対のガイド部材56が相対向状に固着されている。各仕
切り板54は、１対のガイド部材56の凹溝に気密状に係合
させることで取外し可能に装着される。容器51の上端部
には、フランジ51aが一体的に形成されている。蓋板52
の下面には、フランジ51aに対応するシール材と５つの
仕切り板54に対応するシール材とが接着にて固定してあ
り、蓋板52を容器51の上端に載置し、図示外のクランプ
金具及び複数のビスを介して蓋板52がフランジ51aに固
定解除可能に固定される。
仕切り板54の下端部の前端部には、水の通過の為の切
欠き部54aが形成され、６つの反応室53a,53bは切欠き部
54aを介して連通している。
各仕切り板54は、前記実施例の仕切り部材3,34と同様
に、水素イオン伝導形の高分子電解質で薄板状に形成さ
れ、６つの反応室53a,53bは、還元反応室53aと酸化反応
室53bとが交互に位置するように配置される。
前記水素ガス導出管58は３つの還元反応室53aの上端
部の気相部に接続され、酸素ガス導出管57は３つの酸化
反応室53bの上端部の気相部に接続されている。各仕切
り板54には、前記実施例２の太陽電池モジュール35と同
じ構造で同じ機能の21個の太陽電池モジュール55が貫通
状に且つマトリックス状に装着され、それら太陽電池モ
ジュール55の電解用陰極が還元反応室53aの電解液内に
露出し、電解用陽極は酸化反応室53bの電解液内に露出
するように取付けられている。
この光電解装置50の作用について説明する。
容器51内に電解液としての水を所定レベルまで貯留し
た状態において、光電解装置50の上方から矢印Ｅで示す
ように太陽光が照射されると、各太陽電池モジュール55
において2.0〜2.4Vの光起電力が発生するので、前記実
施例２と同様に、還元反応室53aでは陰極の表面から水
素ガスが発生し、酸化反応室53bでは陽極の表面から酸
素ガスが発生する。水素ガスは水素ガス導出管58により
水素ガス収容タンクへ供給され、酸素ガスは酸素ガス導
出管57により酸素ガス収容タンクへ供給される。
この光電解装置50においては、還元反応室53aに多数
の太陽電池モジュール55の陰極を配置でき、酸化反応室
53bに多数の太陽電池モジュール55の陽極を配置できる
ため、大容量の光電解装置とするのに好適である。ステ
ンレス製の容器51の側面と底面で反射した光を電解液中
へ導入できる。仕切り板54と共に太陽電池モジュール55
を取り外すことができるため、太陽電池モジュール55の
洗浄等のメンテナンスを行う上で有利である。この光電
解装置50の太陽電池モジュール55自体は、前記実施例の
太陽電池モジュール10,35とほぼ同様の作用、効果を奏
する。
本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、以上の実施
例１〜３を部分的に変更する変更態様について説明す
る。
１）球状太陽電池素子11において、ｐ形シリコン単結晶
15とn-拡散層16の代わりに、ｎ形シリコン単結晶とp+拡
散層を設けてもよい。球状結晶を構成する半導体として
シリコン単結晶の代わりに、ゲルマニウム（Ge）、ケイ
素とゲルマニウムの混晶Si−Ge、炭化ケイ素（SiC）、
砒化ガリウム（GaAs）、インジウムリン（InP）等の半
導体の単結晶もしくは多結晶を適用してもよい。
２）前記光電解装置1,30,50は、前記実施形態のものに
限定されるものではなく、種々の電解液の電解に供する
種々の光電解装置に本発明の太陽電池モジュールと光電
解装置を適用することができる。この場合、所要電解電
圧に応じて、球状太陽電池素子11の直列接続数を適宜設
定することで、太陽電池モジュールの光起電力が適宜設
定される。
３）電解用陽極、陰極の材質も前記のものに限定される
ものではない。陽極や陰極に形成する先鋭部13c,14c,46
c,48cは必須のものではなく省略可能である。陽極の表
面の触媒機能のある被膜や陰極の表面の触媒機能のある
被膜の材質も前記のものに限定されず、反応生成物に応
じた機能材料を用いるものとする。
４）前記仕切り部材3,34や仕切り板54は、前記以外の水
素イオン伝導形の高分子電解質で構成したり、反応生成
物に応じた陽イオン伝導形の高分子電解質や陰イオン伝
導形の高分子電解質で構成することもある。仕切り部材
3,34や仕切り板54に電解液流通開口（開口穴34a、切欠
き部54aに相当するもの）を形成する場合には、その電
解液流通開口を介して電解液中のイオンが移動するた
め、仕切り部材3,34や仕切り板54を必ずしもイオン伝導
形の高分子電解質で構成する必要はなく、電解反応で生
成されるガスを分離する機能のあるガス分離材料で構成
してもよい。例えば、電解反応で生成される水素ガスと
酸素ガスを分離する場合には、ポリウレタンまたはポリ
カーボネート等のガス分離材料で構成してもよい。そし
て、太陽電池モジュールは小型で軽量のものであるの
で、仕切り部材3,34や仕切り板54は必ずしも板状に構成
する必要はなく、１又は複数のガス分離機能のある膜体
で構成してもよく、その膜体と膜体の外周部を支持する
金属製又は合成樹脂製又はガラス製のフレームとで構成
してもよい。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−125210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−17229（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−4280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−177385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−96094（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−13880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−163285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−220482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−12682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−62181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−67690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−156325（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−8455（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4315973（ＵＳ，Ａ) 米国特許4634641（ＵＳ，Ａ) 国際公開98／15983（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078 C25B 9/00 - 9/20 H01M 14/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の球状太陽電池素子と、これら球状太
    陽電池素子を電気的に直列接続した状態で収容して保持
    する透明な筒状の保持部材と、この保持部材の両端部に
    液密に装着され保持部材外に露出した１対の電解用電極
    とを備え、 前記球状太陽電池素子の各々は、ｐ型又はｎ型の球状半
    導体結晶と、この球状半導体結晶の表面部に形成したpn
    接合を含む光起電力発生部と、この光起電力発生部で発
    生した光起電力を取り出す為に球状半導体結晶の中心に
    対して対称な両端部に形成された１対の電極とを備え、 電解液中に浸漬した状態で太陽光による光起電力で電解
    液の電解に適用されることを特徴とする光電解装置用太
    陽電池モジュール。
  2. 【請求項２】前記複数の球状太陽電池素子の数は、光起
    電力発生する光起電力の電圧と電解液の必要電解電圧と
    に応じて設定されることを特徴とする請求の範囲第１項
    に記載の光電解装置用太陽電池モジュール。
  3. 【請求項３】前記１対の電解用電極の各々の表面に、電
    解反応を促進する触媒機能のある金属被膜を形成したこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光
    電解装置用太陽電池モジュール。
  4. 【請求項４】前記電解用電極の電解液と接する部位に、
    過電圧低減と電解による反応生成物の離脱を促進する為
    の尖った先鋭部を形成したことを特徴とする請求の範囲
    第３項に記載の光電解装置用太陽電池モジュール。
  5. 【請求項５】内部に電解液を収容し内部に太陽光を導入
    可能な容器と、この容器内に電解液に浸漬した状態に配
    設され太陽光を受光して光起電力を発生する複数の太陽
    電池モジュールと、これら太陽電池モジュールの電解用
    陽極と電解用陰極間を両電極で生成した反応生成物を分
    離可能に仕切る仕切り部材であって複数の太陽電池モジ
    ュールが貫通状に装着された仕切り部材とを備えたこと
    を特徴とする光電解装置。
  6. 【請求項６】各太陽電池モジュールは、 ｐ型又はｎ型の球状半導体結晶と、この球状半導体結晶
    の表面部に形成したpn接合を含む光起電力発生部と、こ
    の光起電力発生部で発生した光起電力を取り出す為に球
    状半導体結晶の中心に対して対称な両端部に形成された
    １対の電極とを夫々備えた複数の球状太陽電池素子と、 これら球状太陽電池素子を電気的に直列接続した状態で
    収容して保持する透明な筒状の保持部材と、 この保持部材の両端部に液密に装着され電解液中に露出
    した電解用陽極と電解用陰極とを備えたことを特徴とす
    る請求の範囲第５項に記載の光電解装置。
  7. 【請求項７】前記容器内へ少なくとも上方から太陽光を
    照射可能に構成したことを特徴とする請求の範囲第６項
    に記載の光電解装置。
  8. 【請求項８】前記仕切り部材は高分子電解質で構成され
    たことを特徴とする請求の範囲第５項又は６項に記載の
    光電解装置。
  9. 【請求項９】前記高分子電解質が水素イオン伝導体であ
    ることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の光電解装
    置。
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866755B2 (en) * 2001-08-01 2005-03-15 Battelle Memorial Institute Photolytic artificial lung
PT1191025E (pt) 1999-06-30 2005-09-30 Takeda Pharmaceutical Cristais de lansoprazol
WO2002035613A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-02 Josuke Nakata Light-emitting or light-detecting semiconductor module and method of manufacture thereof
WO2003017382A1 (fr) * 2001-08-13 2003-02-27 Josuke Nakata Module a semi-conducteur emetteur de lumiere ou recepteur de lumiere et procede de fabrication correspondant
AU2001277779B2 (en) 2001-08-13 2005-04-07 Sphelar Power Corporation Semiconductor device and method of its manufacture
AU2001295987B2 (en) 2001-10-19 2005-10-20 Sphelar Power Corporation Light emitting or light receiving semiconductor module and method for manufacturing the same
US7238966B2 (en) 2002-05-02 2007-07-03 Josuke Nakata Light-receiving panel or light-emitting panel, and manufacturing method thereof
CN100380685C (zh) 2002-06-21 2008-04-09 中田仗祐 光电或发光用器件及其制造方法
WO2004050961A1 (en) * 2002-11-27 2004-06-17 University Of Toledo, The Integrated photoelectrochemical cell and system having a liquid electrolyte
US6897085B2 (en) 2003-01-21 2005-05-24 Spheral Solar Power, Inc. Method of fabricating an optical concentrator for a photovoltaic solar cell
US7387400B2 (en) 2003-04-21 2008-06-17 Kyosemi Corporation Light-emitting device with spherical photoelectric converting element
AU2003242109A1 (en) * 2003-06-09 2005-01-04 Kyosemi Corporation Generator system
US20060185715A1 (en) * 2003-07-25 2006-08-24 Hammerbacher Milfred D Photovoltaic apparatus including spherical semiconducting particles
WO2005041312A1 (ja) 2003-10-24 2005-05-06 Kyosemi Corporation 受光又は発光モジュールシート及びその製造方法
US7667133B2 (en) * 2003-10-29 2010-02-23 The University Of Toledo Hybrid window layer for photovoltaic cells
US7510640B2 (en) * 2004-02-18 2009-03-31 General Motors Corporation Method and apparatus for hydrogen generation
US7459065B2 (en) * 2004-02-18 2008-12-02 General Motors Corporation Hydrogen generator photovoltaic electrolysis reactor system
US20080223439A1 (en) * 2004-02-19 2008-09-18 Xunming Deng Interconnected Photoelectrochemical Cell
US20120125780A1 (en) * 2004-02-24 2012-05-24 Oakes Thomas W System and method for generating hydrogen gas using renewable energy
US20050183962A1 (en) * 2004-02-24 2005-08-25 Oakes Thomas W. System and method for generating hydrogen gas using renewable energy
US20120222967A1 (en) * 2004-02-24 2012-09-06 Oakes Thomas W System and Method for Generating Hydrogen Gas Using Renewable Energy
ES2616177T3 (es) * 2004-03-12 2017-06-09 Sphelar Power Corporation Célula solar multicapa
AU2005264935C1 (en) 2004-06-18 2009-10-01 Gm Global Technology Operations, Inc. System and sub-systems for production and use of hydrogen
US8609974B2 (en) * 2004-10-14 2013-12-17 Michael E. Starzak Solar to electrical energy conversion using the streaming potential
US20060207652A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Christoph Brabec Polymer photovoltaic cell
WO2006110613A2 (en) * 2005-04-11 2006-10-19 The University Of Toledo Integrated photovoltaic-electrolysis cell
CA2733976C (en) * 2008-08-14 2015-12-22 Greenfield Solar Corp. Photovoltaic cells with processed surfaces and related applications
TWI382551B (zh) * 2008-11-06 2013-01-11 Ind Tech Res Inst 太陽能集光模組
US9608149B2 (en) * 2008-12-19 2017-03-28 Sphelar Power Corporation Solar cell module and method for producing the same
PL2496735T3 (pl) * 2009-11-04 2017-10-31 Ffgf Ltd Produkcja węglowodorów
JP5663254B2 (ja) * 2010-02-08 2015-02-04 シャープ株式会社 水素製造装置および水素製造方法
US8574421B2 (en) 2010-03-09 2013-11-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Water splitting apparatus and method of using the same
CN102347138A (zh) * 2010-08-04 2012-02-08 台湾永光化学工业股份有限公司 染料敏化太阳能电池用电解质组合物及使用其的太阳能电池
JP5719555B2 (ja) 2010-09-28 2015-05-20 シャープ株式会社 水素製造装置および水素製造方法
CN102616739A (zh) * 2012-04-06 2012-08-01 天津大学 一种光催化水分解的装置及应用
JP6034151B2 (ja) * 2012-11-20 2016-11-30 株式会社東芝 光化学反応装置
JP6067344B2 (ja) 2012-11-20 2017-01-25 株式会社東芝 光化学反応システム
ITCB20130004A1 (it) * 2013-05-17 2014-11-18 Lucia Nole Soluzione fotovoltaica
JP6239443B2 (ja) 2013-05-29 2017-11-29 株式会社東芝 還元触媒および化学反応装置
JP6202886B2 (ja) * 2013-05-31 2017-09-27 株式会社東芝 光化学反応装置および薄膜
JP6104739B2 (ja) * 2013-07-03 2017-03-29 株式会社東芝 光電気化学反応装置
JP6184312B2 (ja) * 2013-12-13 2017-08-23 富士フイルム株式会社 人工光合成アレイ
JP6247924B2 (ja) * 2013-12-13 2017-12-13 富士フイルム株式会社 人工光合成モジュール
JP6271311B2 (ja) * 2014-03-24 2018-01-31 株式会社東芝 電気化学反応装置
JP6224226B2 (ja) * 2014-03-24 2017-11-01 株式会社東芝 光電気化学反応システム
JP6774165B2 (ja) * 2014-04-11 2020-10-21 株式会社豊田中央研究所 光化学反応デバイス、それに用いられる酸化反応用電極及び還元反応用電極
JP6495630B2 (ja) * 2014-11-28 2019-04-03 株式会社東芝 光電気化学反応装置
US11767597B2 (en) 2018-09-23 2023-09-26 Massachusetts Institute Of Technology Molten metaphosphate electrolysis for production of white phosphorus

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4021323A (en) * 1975-07-28 1977-05-03 Texas Instruments Incorporated Solar energy conversion
US4011149A (en) * 1975-11-17 1977-03-08 Allied Chemical Corporation Photoelectrolysis of water by solar radiation
JPS544280A (en) 1977-06-13 1979-01-12 Kiyoji Suzuki Method and apparatus for manufaacturing resources by semiconductor
IL58747A (en) * 1979-11-20 1982-11-30 Yeda Res & Dev Photoelectrochemical cell assembly having electrolyte contacts between semiconductor surfaces
JPS56163285A (en) 1980-05-19 1981-12-15 Asahi Chem Ind Co Ltd Electrolytic apparatus
JPS6054396B2 (ja) 1983-03-25 1985-11-29 学校法人 大同学園 太陽光発電によるガス製造装置
US4511638A (en) * 1983-06-01 1985-04-16 Energy Conversion Devices, Inc. Photoresponsive amorphous semiconductor materials, methods of making the same, and photoanodes made therewith
JPH0631453B2 (ja) 1984-10-16 1994-04-27 三洋電機株式会社 電気分解装置
JPS61220482A (ja) 1985-03-27 1986-09-30 Mita Ind Co Ltd 無指向性フオトダイオ−ド
US4643817A (en) * 1985-06-07 1987-02-17 Electric Power Research Institute, Inc. Photocell device for evolving hydrogen and oxygen from water
US4634641A (en) * 1985-07-03 1987-01-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Superlattice photoelectrodes for photoelectrochemical cells
JPH038455A (ja) 1989-06-02 1991-01-16 Babcock Hitachi Kk 粉砕分級装置
JPH038455U (ja) * 1989-06-12 1991-01-28
JPH0413880A (ja) 1990-05-07 1992-01-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水分解装置
JPH08125210A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Jiyousuke Nakada 受光素子及び受光素子アレイ並びにそれらを用いた電解装置
CA2239626C (en) * 1996-10-09 2003-09-02 Josuke Nakata Semiconductor device

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