JP5441037B2 - 出力緩和機能を備えた太陽電池 - Google Patents
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Description
金属電極層と、該金属電極層と接合される半導体層と、該半導体層と接合される透明電極層と、該透明電極層と接合される透光率制御層とが順次形成されて、導電性基板に配設されるとともに、前記透明電極層に設けられた集電電極と、前記金属電極とに電気的に接続された前記透光率制御層制御ICが前記導電性基板に配設されて、前記制御ICは、前記半導体層における発電量計測手段と、計測した発電量の変化に応じて該発電量の変化を打ち消す方向に透光率を初期状態から変化させる比較演算手段とを備え、該比較演算手段により、前記透光率を変化させた状態から元の透光率に戻すまでの緩和時間をランダムに設定し、前記透光率を変化させた状態から元の透光率に戻すまでの緩和時間を変化させるよう制御することを特徴として出力緩和機能を備えた太陽電池を構成するとよい。
(太陽電池の説明)
図1は、本発明における太陽電池の第1の実施形態を示した概略構成図である。図1は、太陽電池1における層状構成をなす太陽電池素子の断面を示したもので、該太陽電池素子は、導電性基板101上に層状に形成される。該導電性基板101上には、金属電極層102と、該金属電極層102と接合される半導体層103と、該半導体層103と接合される透明電極層104と、該透明電極層104と接合される透光率制御層105とが順次層状に形成される。
制御IC106は、前記集電電極から電源を得るための電源入力部1061と、該電源入力部に入力された電圧値、電流値の時間的な変化を計測するとともに、該電圧値、電流値の時間的な変化に応じて透光率制御層における透光率の変化量を定める比較演算部1063と、該比較演算部1063で定められた透光率の変化量に相当する電圧値を出力する電圧出力部1062とを備えている。
ここでいう緩和時間とは、元の透光率から透光率を変化させた後、再び元の透光率に戻すまでの設定時間をいい、前記電圧の時間的な変化の大きさが大きい場合には、前記緩和時間は大きく、前記電圧の時間的な変化の大きさが小さい場合には、前記緩和時間は小さく設定されている。
前記透光率制御層105は、前記半導体層103に照射される光の透光率の大小を制御するもので、これにより前記半導体層103への太陽光の照射量の大小が制御される。本実施例では、電圧を印加することにより分子の配向を変化させる液晶を用いて構成している。
図2に、前記透光率制御層105の概略構成図を示した。
次に、制御の流れについて説明を行う。
前記発電量計測部10631は、電源入力部1061に入力される前記半導体層にて発電した電圧値、電流値をA/D変換によってデジタルデータ化し、前記比較部10632に出力する。
次に、第2の実施形態について説明を行う。
第1の実施形態との違いは、演算処理により求めた発電量の時間変化の大きさをモニタし、該発電量の時間変化の大きさが、メモリ部10633に記憶された閾値データを超えた場合に、透光率を変化させる制御を行う点である。
次に、第3の実施形態について説明を行う。
第1の実施形態との違いは、発電量の変化データと透光率の変化データとを対応させた発電量−透光率対応データを予め前記メモリ部に記憶し、前記比較演算部1063は、計測した発電量の変化に応じた透光率の変化データをメモリ部から読み出して、発電量の変化に応じて変化させる透光率の大きさを演算し、変化させる制御を行う点である。
また、太陽電池に用いる半導体として、結晶系となる単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファス系となるアモルファスシリコンに代表されるIV族半導体、GaAs、CdS、CuInSe2等、III−V族、II−VI族、I−III−VI族などの化合物半導体、フタロシアニンなどの有機半導体を用いた太陽電池、また、湿式太陽電池に代表される色素増感太陽電池においても、本願における透光率制御層を設けて経時的に透光率を制御し、これら半導体等に照射される太陽光の大小を制御することにより、出力を制御することが可能である。この他、太陽光や照明などの光が照射されることにより発電が行われる電池であれば、太陽光や照明などの照射量を調整することにより制御が可能である。
また、太陽電池1を複数用いてモジュール化する場合には、太陽電池1を直列接続したり、並列接続して用いるとよい。図6(a)には、前記導電性基板101上に太陽電池1を複数形成した例を示している。それぞれの太陽電池は、前記導電性基板101上に形成された電極108にて接続されており、また、制御IC106はそれぞれの太陽電池に設けられている。モジュール同士を接続する場合には電極108を順次接続するとよい。
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
101 導電性基板
102 金属電極層
103 半導体層
104 透明電極層
105 透光率制御層
1051 偏光板
1052 透明電極
1053 透明電極
1054 配向層
1055 配向層
1056 液晶
1057 偏光板
106 制御IC
1061 電源入力部
1062 電源出力部
1063 比較演算部
10631 発電量計測部
10632 比較部
10633 メモリ部
107 集電電極
Claims (3)
- 金属電極層と、該金属電極層と接合される半導体層と、該半導体層と接合される透明電極層と、該透明電極層と接合される透光率制御層とが順次形成されて、導電性基板に配設されるとともに、
前記透明電極層に設けられた集電電極と、前記金属電極とに電気的に接続された前記透光率制御層制御ICが前記導電性基板に配設されて、
前記制御ICは、前記半導体層における発電量計測手段と、
計測した発電量の変化に応じて該発電量の変化を打ち消す方向に透光率を変化させる比較演算手段を備え、
該比較演算手段により、前記透光率を変化させた状態から元の透光率に戻すまでの緩和時間をランダムに設定し、前記透光率を変化させた状態から元の透光率に戻すまでの緩和時間を変化させるよう制御することを特徴とする出力緩和機能を備えた太陽電池。
- 発電量の変化の大きさを定めた閾値データを前記比較演算手段におけるメモリ部に記憶し、該閾値データと前記発電量計測手段により計測された発電量の変化データとを比較し、該発電量の変化データが閾値データを越えた場合に、透光率を変化させることを特徴とする請求項1記載の出力緩和機能を備えた太陽電池。
- 発電量の変化データと透光率の変化データとを対応させた発電量−透光率対応データを予め前記比較演算手段におけるメモリ部に記憶し、
前記比較演算手段は、計測した発電量の変化に応じた透光率の変化データをメモリ部から読み出して、
発電量の変化に応じて変化させる透光率の大きさを演算し、
発電量の変化を打ち消す方向に透光率を変化させることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の太陽電池。
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JP2010044813A JP5441037B2 (ja) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | 出力緩和機能を備えた太陽電池 |
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