JP4221640B2

JP4221640B2 - 光発電器具

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Publication number: JP4221640B2
Application number: JP2002099194A
Authority: JP
Inventors: 春夫渡辺; 心一郎山田; 富一渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003298094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換素子を用いた光発電器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電変換素子は、太陽電池とも言われており、太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子である。この光電変換素子は、光エネルギーから電気エネルギーを取り出す際に、従来から利用されてきた化石燃料等と異なり、二酸化炭素等の排出物が出ない。また、光電変換素子は、ほぼ無尽蔵と言われている太陽光等の光エネルギーから電気エネルギーを取り出すことができるために、半永久的に発電を行うことができる。そのため、光電変換素子は、地球環境問題に鑑みて、その利用用途や利用規模が今後も益々拡大してゆくものと考えられている。
しかしながら、光電変換素子は、太陽光等の光エネルギーが空間的に希薄な状態で存在していることから、利用に適した所定量の電力を得るためには大きな受光面積を必要とする。
【０００３】
一方、電気または電子機器は、近年の各種加工技術の進展により、小型化が進んでおり、携帯型の機器とされることが多い。そのため、電気または電子機器は、その電源として、通常、携帯に便利で手軽に利用することができる乾電池が用いられている。したがって、乾電池は、今後も益々利用が進むと考えられている。
【０００４】
ところが、乾電池は、通常、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池等の一次電池であり、一回の放電で破棄されることになるため、経済的、資源的及び環境負荷的な観点からみて好ましいものとはいえない。また、乾電池と同様の規格形状を有するＮｉＭＨ系等の二次電池も使用されるが、充電効率の低さも鑑み、電力が地球環境に負荷を与える手段により発電されていては、一次電池と同様に好ましいものとはいえない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光電変換素子は、可撓性に欠け、光の照射面積に必要な面積の光電変換素子が必要とされ、携帯性に乏しい。一方、光電変換素子で、十分な電力を得ることが出来るのは、戸外であり、戸外で使える電気または電子機器は、携帯性のある電気または電子機器である。そのためにも、前記光電変換素子は、携帯性のよいものが必要とされている。
そこで、本発明は、可撓性を有する光電変換素子を用い、太陽光等の光エネルギーを通常用いられている電気または電子機器の電源として利用することができるよう図るとともに、規格電池と置き換え、汎用性のある電気または電子機器の電源となる光発電器具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】
上述した問題を解決するために、本発明に係る光発電器具は、巻き芯部と、前記巻き芯部に対して捲回されて引き出し自在に配設され、光電変換素子を有する可撓性の光電変換シートとを備え、前記巻き芯部に前記光電変換素子を捲回した状態で、全体略円筒形状を呈し、所定の規格形状電池の収納部と着脱が可能であり、複数個が互いに電気的に接続可能に構成された光発電器具であって、
前記巻き芯部の両端部にそれぞれ略円形平板状の導電性の上部フランジ及び下部フランジが一体に設けられ、
前記光電変換シートの最内端部に、前記光電変換素子の両極の各端子をそれぞれ前記上部フランジ及び前記下部フランジに電気的に接続する導電材料部が設けられ、
前記光電変換シートの外端部に、前記巻き芯部に前記光電変換素子を捲回した状態における略円筒形状を覆う形状の半円筒体が接続され、
この半円筒体の両端部に、前記光電変換素子の両極の各端子にそれぞれ電気的に接続された一対の導電部が設けられ、これらの導電部は、前記光電変換素子の両極の各端子を介してそれぞれ前記上部フランジ及び前記下部フランジに電気的に導通しており、
複数個の光発電器具のうち、一方の光発電器具の前記半円筒体は、その前記導電部において、他方の光発電器具の前記上部フランジ及び前記下部フランジの各外周面に接触せしめられてこれらのフランジと電気的に接続され、これによって、これらのフランジ及び前記導電材料部を介して前記複数個の光発電器具が互いに電気的に接続されるように構成された
ことを特徴とする光発電器具である。
【０００７】
又、上記光電変換シートには、その長手方向に対して平行に配置されて電気的に直列接続された複数の光電変換素子が形成されており、上記光電変換シートの少なくとも上記光電変換素子の受光面上に、高分子フィルム保護層が積層されており、上記光電変換シートの上記巻き芯部の接続端部が、上記光電変換素子の実効部の内端部より、引き出し方向において外部に存在することを特徴とし、上記光電変換シートの半円筒体との接続端部が、上記光電変換素子の実効部の外端部より、引き出し方向において内部に存在することを特徴とし、上記光電変換シートにおける光電変換素子の実効部の内端部から光電変換シートの内端部に至る第１のシート部と、前記光電変換シートにおける光電変換素子の実効部の外端部から光電変換シートの外端部に至る第２のシート部とが、光電変換素子の前記実効部と実質的に同一の曲げ弾性を有するのがよく、両シート部の層構成が、光電変換素子の実効部の層構成と実質的に同一であるのがよい。さらには、上記光電変換シートに、視覚情報を持たせた光発電器具であってよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、図面中、光電変換シート３については、始点と終点部分を図示し、その中間部分の図示を省略している。以下では、先ず、図１に示す光発電器具１について説明することとする。しかしながら、本発明がこれらに限定されないことはいうまでもない。
【００２０】
本発明に係る光発電器具１は、巻き芯部２と、この巻き芯部２に対して捲回されて引き出し自在に配設された可撓性を有する光電変換素子３１を備えた光電変換シート３と、前記光電変換シート３を巻き芯部２に捲回した状態で、全体略円筒形状を呈するように構成される。
【００２１】
巻き芯部２は、樹脂材料によって円筒形状に形成されている。該樹脂材料としては、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ＳＡＮ（スチレン−アクリルアミド）樹脂、ＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリルアミド）樹脂、ＡＣＳ（アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン）樹脂またはＡＡＳ（アクリロニトリル−アクリレート−スチレン）樹脂等を用いることが好適である。巻き芯部２は、光電変換シート３を捲回された状態で光電変換シート３の幅よりもわずかに長く形成される。したがって、巻き芯部２は、光電変換シート３の全幅に亘って巻き取ることができ、この光電変換シート３がはみ出してしまうことがない。また、巻き芯部２は、その両端部に上部フランジ６及び下部フランジ７が設けられている。
【００２２】
上部フランジ６及び下部フランジ７は、例えば銅、ステンレス等の導電性材料によって略円形平板状に形成されており、接着剤等の固定手段により巻き芯部２の両端部に固定されている。上部フランジ６及び下部フランジ７は、その径が、巻き芯部２に捲回された状態での光電変換シート３の径と略同一となるように形成されている。これにより、上部フランジ６及び下部フランジ７は、巻き芯部２に捲回された光電変換シート３の側縁部を保護することができるとともに、引き出された光電変換シート３を巻き芯部２に巻き取る際のガイドとなり、位置ずれせずに光電変換シート３を巻き芯部２に捲回させることができる。
【００２３】
巻き芯部２は、上部フランジ６及び下部フランジ７が導電性である場合は、両者の間で導電性を生じないように、電気絶縁性を示す材料によって形成されることが望ましい。電気絶縁性を示す材料としては、例えば液晶ポリマーの他、耐薬品性、耐熱性および耐クリープ性のあるエンジニアプラスチック類である変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）またはポリサルフォン（ＰＳＦ）等が挙げられる。さらに、本発明に係る光発電器具１の巻き芯部２は、図１に示すように、上記上部フランジ６及び下部フランジ７に、それぞれ、接続する導電材料部２０を有することができる。この導電材料部２０を介することにより、上記光電変換シート３の正極端子３２及び負極端子３３と、上記上部フランジ６及び下部フランジ７が、それぞれ、電気的ならびに形状的に接続を容易にすることができる。
【００２４】
上部フランジ６と下部フランジ７とには、それぞれ正極端子８と負極端子９とが設けられている。正極端子８と負極端子９とは、誘電性材料により形成されており、それぞれ、上部フランジ６と下部フランジ７と一体に形成されるか、少なくとも、電気的に接続されている。かかる誘電性を有する材料としては、例えば銅、鉄またはニッケル等の金属、ガラス、石英、セラミックス、酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウム等の金属酸化物、液晶ポリマー等の誘電性ポリマー等が挙げられる。
【００２５】
光電変換シート３は、可撓性を有して略矩形シート状に形成されたシート状基板と、このシート状基板上に配置された複数の光電変換素子３１とによって構成されている。シート状基板は、例えばポリエステル等の絶縁性を有する材料によって形成され、可撓性を有するようにシート状に形成されている。各光電変換素子３１は、シート状基板上に、第１の電極層と、光電変換層と、第２の電極層とがそれぞれ薄膜状に順次積層して形成されてなる。光電変換素子３１を構成する各層は、例えば、スパッタ法や蒸着法に代表される各種PVD法、又はプラズマCVD法やMOCVD法に代表される各種CVD法によってシート状基板上に薄膜状に形成されている。光電変換素子３１は、各層が薄膜状に形成されていることによって、シート上基板と同様に十分な可撓性を有している。
【００２６】
光電変換シート３においては、各光電変換素子３１が互いに電気的に直列に接続されており、短手方向の両端部に位置する光電変換素子３１の電極層にそれぞれ正極端子３２と負極端子３３とが形成されている。正極端子３２と負極端子３３とは、それぞれ結線部材を介して所定の位置に電気的に接続されている。
【００２７】
また、光電変換素子３１は、シート状基板とは反対側、すなわち外方に臨む側の主面から太陽光等の光が入射される構成とされている。第１の電極層及び第２の電極層は、導電性材料によって形成されており、光電変換層に対して一対の電極としての機能を果たしている。光電変換層は、例えば、a-Si のpin 接合構造に代表される非結晶半導体薄膜を備えて形成されて、太陽光等の光が入射されることによって起電力が生ずる構成とされ、いわゆる光電変換効果を有する膜構成で形成されている。
【００２８】
光電変換層は、例えばペリレン等のｐ型有機半導体と、例えば銅フタロシアニン等のｎ型有機半導体とにより形成されるｐｎ接合構造であってもよい。なお、光電変換層は、上述した薄膜構造に限定されるものではなく、十分な可撓性を有して光電変換効果を有する膜構成で形成されていればよい。
【００２９】
なお、第１の電極層は、例えば、Ag，Al，Cr，Ni，Cu 等の金属材料によって形成されて、光電変換層に受光させる光に対する反射率が高くなるように形成されていることが望ましい。これにより、光電変換層を透過した光を反射して再び光電変換層に入射させ、光電変換層の光電変換効率を向上させることができる。また、第２の電極層は、例えば、SnO₂ 或いはIn₂O₃ 等の金属酸化物を主成分とする材料によって形成された、いわゆる透明電極として形成されていることが望ましい。これにより、光電変換層に受光させる光を効率よく透過して、光電変換層の光電変換効率を向上させることができる。
【００３０】
さらに、本発明において、上記光電変換シート３には可撓性を有する高分子積層シートを有することができる。この高分子積層シートは、上記光電変換素子の受光部上を覆うもので、この部分は少なくとも光透過性を有することが好ましい。この高分子積層シートは、上記光電変換シートの全面を覆うことが好ましく、さらには、上記光電変換シートの端部より張り出し、上記光電変換シートの端部を保護するように形成することが好ましい。又、上記高分子積層シートは、上記光電変換シートの受光面側に設けることが好ましいが、上記光電変換シートの受光面の裏側に設けることの方が、さらに、好ましい。これにより、可撓性を有する光電変換素子を繰り返し、引き延ばし、受光面積を大きくして使用するとき、光電変換素子の繰り返しの屈曲による、上記光電変換素子の損傷あるいは劣化を低減できる。さらに、上記光電変換素子の繰り返しの引き延ばしに伴う、表面の繰り返しの摺動に対し、上記光電変換素子が、損傷あるいは劣化することを防止でき、素子全体としての発電効率が低下するのを防止できる。又、上記光電変換素子が長期に捲回状態にあると、上記光電変換シートは塑性変形（所謂、巻き癖が付く）し、上記光電変換素子の有効な受光を妨げることになるが、上記高分子積層シートの存在により、上記塑性変形を低減でき、有効な受光を得ることができる。上記高分子積層シートを、前記のように光電変換シートの表裏に用いる場合は、表裏同一のシート材料で構成することもできるし、適宜異種のシート材料で構成することもできる。材質としては、少なくとも光電変換素子の受光部上を覆うものは、光透過性の材料である。又、摩擦による耐磨耗性、光に対する耐候性を有することが望ましい。このような材料としては、ハロゲン化オレフィン、特に、フッ素化オレフィンの重合体、あるいは、これとオレフィンの共重合体が例示される。さらに、これらシートを光電変換シートに固着させるために、接着層を設けることができる。この接着層の材料としては、エチレンと酢酸ビニルの共重合体が例示される。
【００３１】
また、本発明の光電変換シート３においては、その長手方向に対して平行に各光電変換素子３１が配置されることが出来る。すなわち、各光電変換素子３１の一対の電極層は、光電変換シート３の長手方向と平行になるように配設されている。これにより、光発電をするために光電変換シート３を引き延ばした際に、この光電変換素子の一部に光が十分に照射されない場合であっても、光電変換シートの全体的な発電効率の低下を最小にすることができる。
【００３２】
具体的には、例えば、光電変換シート３を引き延ばして光発電する際に、この光電変換シート３は、長尺形状を呈しているために、遮蔽物によって、その短手方向を横断するように遮光されてしまう場合が考えられる。この場合でも、光電変換シート３は、光が照射されている部分で各光電変換素子３１が十分に発電を行うことができるとともに、各光電変換素子３１が直列に接続されていることから、各光電変換素子３１の遮蔽効果は、各光電変換素子３１に、ほぼ同等に分散されることにより、正極端子３２と負極端子３３との位置で十分な電力を維持することができる。同様に、光電変換シート３の引き延ばしが不完全であり、光が遮蔽された場合は、各光電変換素子３１の遮蔽効果は、各光電変換素子３１に、均等に分散される。又、光電変換シート３の引き延ばしでカールし、入射光の不均一が生じた場合は、各光電変換素子３１の受光量は、均等に分散されることにより、正極端子３２と負極端子３３との位置での電力の低下を最小限にすることができる。
【００３３】
さらに、光電変換シート３は、巻き芯部２に対して捲回されて引き延ばし自在に配設されており、最内周側となる一側が巻き芯部２に接続固定されている。光電変換シート３は、上述した正極端子３２及び負極端子３３が、この最内周側の一側の、例えば、導電材料部２０を介することにより、電気的に接続されている。ここにおいて、光電変換シート３の光電変換素子部３１の端部が、引き延ばし状態で、光電変換シート３における光電変換素子３１の実効部の内端部が、引き出し状態において実質的に遮光されない位置の外部に存在するようにすることで、発電効率の低下を防ぐことができる。そのために、光電変換シート３の上記最内周側となる一側が巻き芯部２に接続固定位置より、引き出し状態において実質的に遮光されない位置まで、上記光電変換シート３に光電変換素子部３１を有せず、正極端子３２と負極端子３３を有するシート部３４を介在させる。
【００３４】
本発明においては、必要に応じて、上記光電変換シート３の外端部に、図１に示すように、半円筒体３０を接続する。この半円筒体３０は、上記光電変換シート３を巻き上げた時に、これが捲き解れないように、固定することが好ましい。一方、上記光電変換シート３を捲回状態で長期保存した場合、所謂捲き癖がつき、巻き上げ方向にカールしてしまうことがある。このようなことになると、特定方向から来る光を、上記光電変換素子部３１の全面で受けることができなくなるおそれがある。上記光電変換シート３を水平に展開して光充電する場合、上記半円筒体３０を接続することで、上記半円筒体３０の重量により、上記光電変換シート３の外端部の上記カールによる跳ね上がりを押さえ込むことができる。一方、上記光電変換シート３の前記巻き芯部２の端部は、前記巻き芯部２、ならびに、その両端部に存在する前記上部フランジ６と前記下部フランジ７の重量により、上記カールの跳ね上がりを押さえ込むことができる。このように、上記光電変換シート３を水平方向に展開して光充電する場合、安定的に固定できる。このために、上記半円筒体３０は、比較的に重量密度の大きい材質、例えば、金属などの構成比率を高めて形成されることが好ましい。さらに、質量の大きいものがよく、比重として、少なくとも２．５以上、好ましくは５以上、さらに好ましくは７以上の金属を用いることが好ましい。このような金属としては、例えば銀（１０．４９）、アルミニウム（２．７）、金（１９．３２）、ビスマス（９．８）、クロム（７．１９）、銅（８．９３）、鉄（７．８７）、モリブデン（１０．２２）、ニッケル（８．９０）、鉛（１１．３６）、白金（２１．４５）、スズ（７．３０）、チタン（４．５１）、タングステン（１９．３）、亜鉛（７．１３）、ステンレス（７．７０）等が挙げられる。ただし、カッコ内の数値は、約２５℃程度における比重（単位；ｇ／ｃｍ^３）である。またこれらの金属の表面は、例えば他の金属、例えばニッケルやクロム等でメッキされていてもよいが、好ましくは金属表面がニッケルめっきされている銅が挙げられる。さらに、形状は、どのような形状をとっていてもよく、例えば図面に図示されている特別な形状に限定されない。
【００３５】
さらに本発明においては、図１で示すように、上記光電変換シート３の光電変換素子部３１の端部が、引き延ばし状態で、前記半円筒体３０により、光が遮蔽され、影にならないようにすることが好ましい。このために、前記半円筒体３０の接続されている上記光電変換シート３の最外周側となる一側から、上記光電変換シート３の光電変換素子部３１の外周側の端部までの上記光電変換シート３に光電変換素子部３１を有しないシート部３５を介在させる。これにより充電操作において、上述のように、前記半円筒体３０の光電変換素子部３１の光の遮蔽を防止できる。
【００３６】
本発明においては、前記光電変換シート３における光電変換素子３１の実効部の内端部から光電変換シート３の内端部に至るシート部３４と、前記光電変換シート３における光電変換素子３１の実効部の外端部から光電変換シートの外端部に至るシート部３５が、光電変換素子３１の前記実効部と実質的に同一の曲げ弾性を有することが好ましい。このために、層構成を実質的に同一とすることが好ましい。ここで云う、実質的に同一の曲げ弾性とは、弾性率の値の違いが１０％以内のことであり、好ましくは、前記の値の違いが５％以内のことである。これにより、前記シート部３４乃至前記シート部３５と光電変換素子３１の前記実効部との継ぎ目での屈曲が生ずることがない。これにより、前記光電変換シート３の捲回が均一になされ、前記光電変換シート３の使用耐久性が向上する。又、前記の正極端子３２と負極端子３３を有するシート部３４と前記光電変換素子３１の前記実効部との継ぎ目では、屈曲が生じ、前記の正極端子３２と負極端子３３が継ぎ目の屈曲部に屈曲が集中し、前記の端子材料の疲労が集中し、断線に到りやすくなる。又、前記光電変換シート３全体においても、前記シート部３４乃至前記シート部３５と光電変換素子３１の前記実効部との継ぎ目で屈曲が生じ、この部分に材料の疲労が集中し、破断が生じやすい。このためには、前記光電変換シート３の全面にわたって、前記光電変換素子３１の実効部と同一の層構成とすることで達成できる。前記実効部と他部との電気的な接続と絶縁は、通常の半導体プロセスを駆使して行うことができる。例えば、はじめに同一の層構造を通常の半導体プロセスを使用して作製し、その後、光電変換素子３１の実効部と電気的な接続を断ちたい部分（シート部３４と３５）との境界となる部分にレーザー光等を照射することにより、光電変換素子３１の実効部と他部（シート部３４と３５）との電気的な接続を断つことができる。
【００３７】
また、光電変換シート３は、巻き芯部２に対して捲回した状態で、その受光面が内側となるように配設されている。これにより、光電変換素子３１が巻き芯部２に捲回されて保持される際に、光電変換素子３１の受光面が外方に露出する事がなく、受光面が傷つく等して破損してしまうことを防止することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、光電変換素子３１を巻き芯部２に対して捲回した状態で、その受光面が内側となるように配設するとしたが、斯かる構成に限定されるものではなく、例えば、光電変換素子３１を巻き芯部２に対して捲回した状態で、その受光面が外側に向くように配設してもよい。
【００３９】
また、本発明に係る光発電器具１は、その放電電圧が０．６〜１．９Ｖであることが望ましい。これにより、本発明に係る光発電器具１において、通常の規格形状電池を電源として用いる電気または電子機器に対して用いられた場合に、それら電気または電子機器の動作電圧に満たずに動作させることができなかったり、許容電圧を超えてしまって機器を破損してしまったりといったことを防止することができる。このために、制御回路部５を有することができる。この制御回路部５は、巻き芯部２の内部空間、あるいは、前記上部フランジ６、あるいは、前記下部フランジ７に収納されて備えられることができる。
【００４０】
制御回路部５は、光電変換素子３１と電気または電子機器１０との逆流を防止する整流機能、光電変換素子３１による電気または電子機器１０の過電圧印加の防止機能、あるいは、本発明に係る光発電器具１の定電圧化機能等から選ばれる機能を適宜備えさせることができる。上記の逆流防止の整流機能を得るための最も単純なものとしては、ダイオードを用い、光電変換素子３のプラス端子を、前記ダイオードのアノードに接続し、この前記ダイオードのカソードを、前記光発電器具１の正極端子８に接続することで前記機能が得られる。又、光電変換素子３１のマイナス端子を、前記ダイオードのカソードに接続し、この前記ダイオードのアノードを、前記光発電器具１の負極端子９に接続することで前記機能が得られる。また、上記の過電圧印加の防止機能、あるいは、定電圧化機能を得るための最も単純なものとしては、ツェナーダイオードを用い、前記ツェナーダイオードのカソードを、前記光発電器具１の正極端子８に接続し、前記ツェナーダイオードのアノードを前記光発電器具１の負極端子９に接続することで前記機能が得られる。
【００４１】
さらに、本発明の上記光電変換シート３には、視覚情報を持たせることができる。前記視覚情報は、上記光電変換シート３の巻き出し部に設けることができる。さらには、上記視覚情報は、上記光電変換シート３の巻き出し部から巻き終わり部に至るまでの任意の箇所に、好ましくは巻き出し部に設けることができる。上記視覚情報は、上記光電変換シート３の光電変換素子部３１の形成されている裏面または／および表面に好ましくは裏面に形成されることができる。さらには、光の透過性を実用的に許容できる範囲においては、光電変換素子部３１の上に形成することができる。上記視覚情報は、上記光電変換シート３に印刷形成することができる。上記光電変換シート３に保護層を形成している場合、上記視覚情報の印刷形成は、保護層の上であってもよいが、保護層が光透過性であれば、上記視覚情報の長期保存の観点から保護層の下に形成することが好ましい。上記視覚情報は、例えば本発電器具に関する情報であり、取り扱い方法、使用上の注意、本器具の特性などが挙げられる。さらに、視覚情報は、メーカー名、サービスセンター名、その住所、電話番号、メールアドレス、ロゴマーク、登録商標または宣伝等の情報であってもよい。また、バーコードなどの光学的な読み取り情報も本発明の上記視覚情報に含まれる。これにより、製品としての本発明の器具の取り扱い説明書を付属させることが不要あるいは簡素化することができ、省資源化に貢献できる。
【００４２】
本発明に係る光発電器具１は、以上で説明したように構成されて、図１に示すように、全体略円筒形状を呈する。この状態で、前記光発電器具１は、光発電器具用付属具４に用いられることによって、これら光発電器具用付属具に対して着脱することが容易となる。そして、本発明に係る光発電器具１は、図１に示すように、光電変換素子３１が巻き芯部２に捲回された状態で、所定の電池規格形状を有するように各部の寸法等を定めることができる。具体的には、前記光発電器具１は、ＩＥＣやＪＩＳ等により定められた、いわゆる単１型と呼ばれるＲ２０型電池、単２型と呼ばれるＲ１４型電池、あるいは単３型と呼ばれるＲ６型電池等が挙げられる。これにより、光発電器具１は、通常の規格形状電池を収納して使用するように設計された電気または電子機器に対して用いることが容易となる。したがって、この場合に光発電器具１は、太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換して、通常用いられているような規格形状電池を使用する電気または電子機器の電源とすることができる。
【００４３】
また、本発明に係る光発電器具１は、図１に示すように、光電変換シート３を巻き芯部２から引き出した状態で、発電させることが好ましい。このとき、光発電器具１は、光電変換素子３１の受光面積を大きくすることができ、また、光電変換素子３１の受光面積の全てを光の方向に向けることができるために、この光電変換素子３１の発電力を向上させることができる。
【００４４】
本発明に係る光発電器具１は、図２に示すように、複数の光発電器具１を電気的かつ機械的に連結することができる。図２に示すものは、本発明の概念の一例を示すものであり、実質的に複数の前記光発電器具１を連結して、単一の前記光発電器具１の発電力よりも大きな電力を得ることができる。図２に即して説明する。光電変換素子３１を有する光電変換シート３の正極端子３２と負極端子３３を、前記光電変換シート３の巻き芯部２に接続する一端から、半円筒体３０に接続する一端まで引き伸ばし、半円筒体３０に、前記光発電器具１の正極端子８と負極端子９と、それぞれ、電気的に接続する導電部３６を持たせると、これにより、特定の前記光発電器具１の導電部３６が、他の前記光発電器具１の正極端子８と負極端子９に機械的ならびに電気的に接続することができる。上記同様に、さらに多数の前記光発電器具１を順次接続でき、理想的には、連結数に比例した電力を得ることができる。
【００４５】
次に、本発明に係る光発電器具用付属具ならびにこれを用いた電気または電子機器について説明する。以下では、図３に示すような光発電器具用付属具４ならびにこれを用いた電気または電子機器１０について説明することとする。なお、図３においては、電気または電子機器１０と光発電器具用付属具４は、機械的ならびに電気的に連結して使用される。この一対の連結体として、携帯型音響機器の一例を図示するが、本発明は携帯型音響機器に限定されるものではなく、電気によって動作する各種の機器であってもよい。また、以下の説明においては、携帯型音響機器を構成する各部材及び部位についての説明を省略し、本発明の要旨に関わる部材及び部位についてのみ詳細に説明することとする。
【００４６】
上記の電気または電子機器１０と光発電器具用付属具４は、機械的な連結部１０ａならびに電気的連結部１０ｂを介して連結される。光発電器具用付属具４は、外装部材４１と、電池収納蓋４３で囲まれた光発電器具１の収納部４２とにより構成されている。
【００４７】
光発電器具用付属具４には、スリット４１ａが穿孔されている。スリット４１ａは、光電変換シート３よりもやや大とされる幅と厚さを有して形成されている。光発電器具用付属具４においては、スリット４１ａを通して、光電変換シート３を外装部材４１から外方へ引き出し自在とされる。又、上記スリット４１ａは、電池収納蓋４３の端部に形成することにより、光電変換シート３を引き出した上記光発電器具１の装着が容易になり、好ましい実施形態である。
【００４８】
電気または電子機器１０は、光発電器具用付属具４を介して光発電器具１から供給される電力によって、各種の動作を行う。光発電器具用付属具４は、正極端子４４と、負極端子４５とを備えている。正極端子４４と負極端子４５とは、それぞれ光発電器具１の正極端子８と負極端子９とに電気的に接続されている。光発電器具用付属具４においては、正極端子４４と負極端子４５を介して、光発電器具用付属具４に電力が供給され、さらに、電気的連結部１０ｂを介して電気または電子機器１０に電力が供給され、電気または電子機器１０が動作する構成とされる。
【００４９】
又、本発明に係る電気または電子機器について説明する。以下では、図４に示すような光発電器具１ならびにこれを用いた電気または電子機器１０について説明することとする。電気または電子機器１０と光発電器具１は、機械的ならびに電気的に連結して使用される。この一対の連結体として、携帯型音響機器の一例を図示するが、本発明は携帯型音響機器に限定されるものではなく、電気によって動作する各種の機器であってもよい。また、以下の説明においては、携帯型音響機器を構成する各部材及び部位についての説明を省略し、本発明の要旨に関わる部材及び部位についてのみ詳細に説明することとする。
【００５０】
上記の電気または電子機器１０と光発電器具１は、機械的な連結ならびに電気的な連結は、電気または電子機器１０の正極端子４４と負極端子４５、ならびに、光発電器具１の正極端子８と負極端子９を介して連結される。電気または電子機器１０の光発電器具１の収納部４２は、外装部材４１と、電池収納蓋４３で囲まれた空間で構成されている。
【００５１】
電気または電子機器１０には、スリット４１ａが穿孔されている。スリット４１ａは、光電変換シート３よりもやや大とされる幅と厚さを有して形成されている。電気または電子機器１０においては、スリット４１ａを通して、光電変換シート３を外装部材４１から外方へ引き出し自在とされる。又、上記スリット４１ａは、電池収納蓋４３の端部に形成することにより、光電変換シート３を引き出した上記光発電器具１の装着が容易になり、好ましい実施形態である。
【００５２】
電気または電子機器１０は、光発電器具１から供給される電力によって、各種の動作を行う。電気または電子機器１０は、正極端子４４と、負極端子４５とを備えている。正極端子４４と負極端子４５とは、それぞれ光発電器具１の正極端子８と負極端子９とに電気的に接続されている。これを介して電気または電子機器１０に電力が供給され、電気または電子機器１０が動作する構成とされる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光発電器具は、発電する際に、巻き芯部に捲回された光電変換素子を引き出して受光させ、通常用いられている電気または電子機器の電源としての利用が容易になるとともに、既存の規格電池との互換性があり、実用的な利便性に優れたものである。したがって、斯かる光発電器具によれば、太陽光等の光エネルギーを電気または電子機器の電源としての利用が実用的となることで、地球資源の有効活用と廃棄物の発生防止を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ｂ）は、光電変換シートが引き出された状態を示す光発電器具の概略図であり、（ａ）は（ｂ）の横断面図である。また、（ｄ）は、光電変換シートが捲回された状態を示す光発電器具の概略図であり、（ｃ）は（ｄ）の横断面図である。
【図２】（ｂ）は、光電変換シートが引き出された状態の光発電器具を２個連結させた２個連結体の概略図であり、（ａ）は（ｂ）の横断面図である。
【図３】（ｂ）は、図２に示した光発電器具の２個連結体が光発電器具用付属具を介して電気または電子機器に連結しているときの状態を示す図であり、（ａ）は（ｂ）の横断面図である。
【図４】（ｂ）は、図２で示した光発電器具の２個連結体を収納している電気または電子機器の概略図であり、（ａ）は（ｂ）の横断面図である。
【符号の説明】
１光発電器具
２巻き芯部
３光電変換シート
４光発電器具用付属具
５制御回路部
６上部フランジ
７下部フランジ
８正極端子
９負極端子
１０電気または電子機器
１０ａ機械的な連結部
１０ｂ電気的連結部
２０導電材料部
３０半円筒体
３１光電変換素子
３２正極端子
３３負極端子
３４シート部
３５シート部
３６導電部
４１外装部材
４１ａスリット
４２収納部
４３電池収納蓋
４４正極端子
４５負極端子

Claims

巻き芯部と、前記巻き芯部に対して捲回されて引き出し自在に配設され、光電変換素子を有する可撓性の光電変換シートとを備え、前記巻き芯部に前記光電変換素子を捲回した状態で、全体略円筒形状を呈し、所定の規格形状電池の収容部と着脱が可能であり、複数個が互いに電気的に接続可能に構成された光発電器具であって、
前記巻き芯部の両端部にそれぞれ略円形平板状の導電性の上部フランジ及び下部フランジが一体に設けられ、
前記光電変換シートの最内端部に、前記光電変換素子の両極の各端子をそれぞれ前記上部フランジ及び前記下部フランジに電気的に接続する導電材料部が設けられ、
前記光電変換シートの外端部に、前記巻き芯部に前記光電変換素子を捲回した状態における略円筒形状を覆う形状の半円筒体が接続され、
この半円筒体の両端部に、前記光電変換素子の両極の各端子にそれぞれ電気的に接続された一対の導電部が設けられ、これらの導電部は、前記光電変換素子の両極の各端子を介してそれぞれ前記上部フランジ及び前記下部フランジに電気的に導通しており、
複数個の光発電器具のうち、一方の光発電器具の前記半円筒体は、その前記導電部において、他方の光発電器具の前記上部フランジ及び前記下部フランジの各外周面に接触せしめられてこれらのフランジと電気的に接続され、これによって、これらのフランジ及び前記導電材料部を介して前記複数個の光発電器具が互いに電気的に接続されるように構成された
ことを特徴とする光発電器具。
前記光電変換シートには、その長手方向に対して平行に配置されて電気的に直列接続された複数の光電変換素子が形成されている、請求項１に記載の光発電器具。
前記光電変換シートの少なくとも光電変換素子の受光面上に、高分子フィルム保護層が積層されている、請求項１に記載の光発電器具。
前記光電変換シートの前記巻き芯部側の接続端部が、前記光電変換素子の実効部の内端部より、引き出し方向において外部に存在する、請求項１に記載の光発電器具。
前記光電変換シートの前記半円筒体との接続端部が、前記光電変換素子の実効部の外端部より、引き出し方向において内部に存在する、請求項１に記載の光発電器具。
前記光電変換シートにおける前記光電変換素子の実効部の内端部から前記光電変換シートの内端部に至る第１のシート部と、前記光電変換シートにおける前記光電変換素子の実効部の外端部から前記光電変換シートの外端部に至る第２のシート部とが、前記光電変換素子の前記実効部と実質的に同一の曲げ弾性を有する、請求項１に記載の光発電器具。
前記第１のシート部と前記第２のシート部との層構成が、前記光電変換素子の前記実効部の層構成と実質的に同一である、請求項６に記載の光発電器具。
前記光電変換シートに、視覚情報を持たせている、請求項１に記載の光発電器具。