JP7273972B2 - 太陽電池付電子機器 - Google Patents

太陽電池付電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP7273972B2
JP7273972B2 JP2021536944A JP2021536944A JP7273972B2 JP 7273972 B2 JP7273972 B2 JP 7273972B2 JP 2021536944 A JP2021536944 A JP 2021536944A JP 2021536944 A JP2021536944 A JP 2021536944A JP 7273972 B2 JP7273972 B2 JP 7273972B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
substrate
electronic device
conductive
dye
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021536944A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021020176A1 (ja
Inventor
智之 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of JPWO2021020176A1 publication Critical patent/JPWO2021020176A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7273972B2 publication Critical patent/JP7273972B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/34Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本国際出願は、2019年7月29日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2019-138788号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2019-138788号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
本開示は、太陽電池を搭載した太陽電池付電子機器の技術に関する。
従来から、太陽電池や通信アンテナを搭載した電子機器が知られている。たとえば、特開2006-344616号公報(特許文献1)には、太陽電池ガラス基板実装方法が開示されている。特許文献1によると、太陽電池ガラス基板電極とプリント配線板の電極であるランドとの間に、導電ペーストを介して電気的接続を行い、太陽電池セル保護膜とプリント配線板の間に、絶縁性接着剤を塗布して張り合わせ、機械的な強度を持たせることによって、信頼性が高く、製造コストの安価な太陽電池モジュールまたは、太陽電池を用いた製品やキットを実現することができる。
特開平8-306950号公報(特許文献2)には、太陽電池および太陽電池端子を備えた電子装置が開示されている。特許文献2によると、リモコン装置は操作子、送信部、乾電池、所定の電子部品が実装された回路基板、そして電極を有する一体構成の太陽電池モジュール、前記太陽電池モジュールを装着可能な凹部からなる取付け部から構成される。そして、太陽電池モジュールは太陽電池端子を介してリモコン装置の回路処理部に供給される。
特開2006-344616号公報 特開平8-306950号公報
本開示の目的は、太陽電池の交換が容易にできる太陽電池付電子機器を提供することにある。
本開示の一態様に従うと、配線とランドとを有する基板と、基板上に配置される導電性クッション材と、基板と対向して配置される太陽電池と、を備え、太陽電池は、ランドと対向して配置される電極を含み、ランドと電極とが、導電性クッション材を介して電気的に接続される、太陽電池付電子機器が提供される。
以上のように、本開示によれば、太陽電池の交換が容易にできる太陽電池付電子機器が提供される。
第1の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の全体を示す正面図である。 第1の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の使用状態を示すイメージ図である。 第1の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の組み立て正面斜視図である。 第1の実施の形態にかかる色素増感太陽電池20と基板30と導電性クッション材31a,31bを示す写真である。 第1の実施の形態にかかるクッション材11とプラス極21aと基板30と導電性クッション材31aを示す断面図である。 第1の実施の形態にかかるクッション材11とマイナス極21bと基板30と導電性クッション材31bを示す断面図である。 第1の実施の形態にかかる太陽電池20と基板30と導電性クッション材31aを示す写真である。 第1の実施の形態にかかる導電性クッション材31aの圧縮前と圧縮中とを示す写真である。 第1の実施の形態にかかる導電性クッション材31a、31bの構成を示す断面イメージ図である。 導電性クッション材31の圧縮前における、プラス極21aと導電性クッション材31aの近傍を示す断面図である。 導電性クッション材31の圧縮中における、プラス極21aと導電性クッション材31aの近傍を示す断面図である。 導電性クッション材31の圧縮中における、マイナス極21bと導電性クッション材31bの近傍を示す断面図である。 第1の実施の形態にかかる基板30の回路図である。 第1の実施の形態にかかる充電素子の電圧の推移を示すグラフである。 第1の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の組み立て背面斜視図である。 第1の実施の形態にかかる基板30の構成を示す正面斜視図である。 第1の実施の形態にかかる基板30と色素増感太陽電池20と検査パッド51と充電素子52の配置構成を示す断面図である。 第1の実施の形態にかかるカバー10の内部を示す断面図である。 第1の実施の形態にかかるカバー10の外周部の断面図である。 第1の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100が落下した場合の倒れ方を示すイメージ図である。 第1の実施の形態にかかる背面カバー40が取り付けられた状態の太陽電池付電子機器100の背面図である。 第2の実施の形態にかかる基板30と色素増感太陽電池20と検査パッド51と充電素子52の配置構成を示す断面図である。 第2の実施の形態にかかる基板30と色素増感太陽電池20と検査パッド51と充電素子52の配置構成を示す断面図である。 第3の実施の形態にかかる背面カバー40が取り付けられていない状態の太陽電池付電子機器100の背面図である。
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
<第1の実施の形態>
<太陽電池付電子機器100の全体構成>
まず、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の全体構成について説明する。図1を参照して、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100は、正面視において、縦長の略長方形に形成されている。
そして、図2に示すように、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100は、たとえば、壁面や天井などに取り付けられて使用される。好ましくは、建物や地下街などに、複数の太陽電池付電子機器100が配置される。太陽電池付電子機器100の各々は、特定の信号を発する。通行人が保持するスマートフォンなどの端末は、当該信号を受信して、自身の詳しい現在位置を特定したり、その他の情報を取得したりすることができる。
図3に示すように、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100は、主に、正面カバー10と、クッション材11と、色素増感太陽電池20(以下、DSCと称する場合もある。)と、プリント配線基板30と、背面カバー40とを有する。
正面カバー10には、色素増感太陽電池20の発電部が露出するための開口部が形成される。正面カバー10は、たとえば樹脂成型品である。
クッション材11は、弾性を有し、各種の衝撃を吸収することができる。
色素増感太陽電池20は、屋内環境下、でも利用できる。色素増感太陽電池20は、蛍光灯の光などでも発電しやすい。また、別の実施形態では、色素増感太陽電池20に代えて、アモルファスシリコン太陽電池など別の太陽電池を用いてもよい。
背面カバー40は、樹脂などで構成される。背面カバー40は、正面カバー10とビス止めまたはツメ嵌合等で固定される。正面カバー10と背面カバー40とによって、色素増感太陽電池20およびプリント配線基板30を収容する筐体を形成する。
特に、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100に関しては、図4~図8に示すように、色素増感太陽電池20は、導電性クッション材31a,31bを介してプリント配線基板30と電気的に接続される。
本実施の形態においては、導電性クッション材31a,31bは、図9に示すように、ポリウレタン等の弾性材料312と、それを包む導電布311とから構成される。導電性クッション材31a,31bは、弾性材料312以外にCuなどの導電性の高い金属粉等を含んでいてもよい。また、導電性クッション材31a、31bは、弾性を有する金属で構成されていてもよく、弾性材料312の代わりに、導電布312やフレキシブルな金属が積層または重ねられたもので構成されていてもよい。導電クッション材31a、31bは、その上部と下部との間で通電しやすく、全体として変形可能な材料であればよく、このような形態には限られない。
図4~図12に示すように、導電性クッション材31a,31bは、その底面がプリント配線基板30に形成された配線につながるランド32a、32bにそれぞれ固定され、その上面が色素増感太陽電池20のプラス極21aやマイナス極21bとそれぞれ接続している。より詳細には、導電性クッション材31aは、その底面が導電性の両面粘着テープ32によってランド32a、32bに接着され、プリント配線基板30に電気的にかつ物理的に接続される。また、導電性クッション材31a、31bはランド32a、32bとそれぞれはんだ付けされていてもよい。一方、導電性クッション材31a,31bの上面は、色素増感太陽電池20のプラス極21aやマイナス極21bとそれぞれ導通すればよく、接着されていない。導電性クッション材31a,31bと色素増感太陽電池20の外周縁とは、正面カバー10に取り付けられたクッション材11と、プリント配線基板30とによって挟持されている。上記の構成によって、色素増感太陽電20が振動等で当初の位置がずれたとしても、プラス極21a(第1電極)やマイナス極21b(第2電極)がそれぞれ導電性クッション材31a、32と接触さえしていれば、色素増感太陽電池20とランド32a、32bとの導通を確保することができる。
本実施の形態においては、導電性クッション材31a,31bは、色素増感太陽電池20の長手方向の両端に設けられていることが好ましい。また、その両端部に沿って、2つ以上設けられていることが好ましい。つまり、色素増感太陽電池20のプラス極21a側において、色素増感太陽電池20の外周縁と基板30のランドの間に2つの導電性クッション材31a,31bが押さえつけられ、色素増感太陽電池20のマイナス極21b側において、色素増感太陽電池20の外周縁と基板30のランドの間に2つの導電性クッション材31b,31bが押さえつけられる。
以下、図10~図12を参照しながら、本実施の形態にかかる色素増感太陽電池20の構成について詳述する。図10は、導電性クッション材31の圧縮前における、プラス極21aと導電性クッション材31aの近傍を示す断面図である。図11は、導電性クッション材31の圧縮中における、プラス極21aと導電性クッション材31aの近傍を示す断面図である。図12は、導電性クッション材31の圧縮中における、マイナス極21bと導電性クッション材31bの近傍を示す断面図である。
本実施形態で開示された色素増感太陽電池20は、6個の単セルが直列に接続されて構成されている。各単セルは、主に、受光面を有する第1透光性基板22、受光面の反対側の面に積層された透光性導電層23a,23b、透光性導電層23bに積層された多孔質半導体層24、多孔質半導体層24に積層された多孔質絶縁層25、多孔質絶縁層に積層された対極導電層26、第1透光性基板に対向して配置された対向基板27、封止層28を有する。各単セルは、互いに第1透光性基板22と対向基板27を共有している。多孔質半導体層24は、電解質を含み、色素が担持される。多孔質絶縁層25は、酸化還元種を含む電解質を含む。封止層28は、各単セル間で電解質が移動しないように、電解質を隔離する機能を有する。
透光性導電層23aは、隣接する単セルの対極導電層26と電気的に接続し、各単セルのプラス極に相当する。最も色素増感太陽電池20のプラス極21a側に配置された単セルの透光性導電層23aは、色素増感太陽電池20のプラス極21aに相当し、封止層28の外側で導電性クッション材31aと対向して配置される。透光性導電層23bは、各単セルのマイナス極に相当する。最も色素増感太陽電池20のマイナス極21b側に配置された単セルの透光性導電層23bは、色素増感太陽電池20のプラス極21bに相当し、封止層28の外側で導電性クッション材31bと対向して配置される。このように、第1透光性基板22の長手方向の両端にそれぞれプラス極21a、マイナス極21bが配置される。
なお、空間50は、圧力Pを加える前に対向基板27とプリント配線基板30の間に生じるものである。
そして、正面カバー10とプリント配線基板30とがビス等で固定されることで、色素増感太陽電池20の縁、すなわち第1透光性基板22の縁や透光性導電層23a、と導電性クッション材31a,31bと、が挟持される。そのとき、図11および図12に示すように、挟持される圧力Pによって導電性クッション材31aが変形する。
図10を参照して、変形前の導電性クッション材31aの幅W1は、透光性導電層23aとの電極幅W2(2mm程度)よりも長いことが好ましい。電極となる透光性導電層23aの端部から導電性クッション材31aは、0.5mm(W1-W2)以上はみ出していることが好ましい。導電性クッション材31a,31bがはみ出した状態で、図11に示すように、基板30と色素増感太陽電池20によって上下方向から押さえつけられることにより、導電性クッション材31a,31bの外側の端部がカバー10側に盛り上がるようになる。その結果、導電性クッション材31a,31bの端部によって色素増感太陽電池20のズレが防止され、より安定して太陽電池を保持することが可能になる。
色素増感太陽電池20の構成の詳細は、たとえば、国際公開WO2010/044445号パンフレットなどに開示されているため、ここでは詳細は繰り返さない。
本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100は、このように構成されているため、色素増感太陽電池20とプリント配線基板30とを接着せずに、色素増感太陽電池20とプリント配線基板30とを導通させることができる。つまり、正面カバー10をプリント配線基板30に取り付けることによって、色素増感太陽電池20を電気的にプリント配線基板30に配線させることが可能である。つまり、色素増感太陽電池20とプリント配線基板30の電気的な接続の信頼性が向上する。また、正面カバー10を取り外すことにより、不良が見つかった色素増感太陽電池20を容易に交換することが可能である。
特に、弾性を有する導電性クッション材31a,31bを用いることで、透光性基板21と対向基板27の互いの突出幅を自然に調整し、対向基板27による段差の影響を無くし、プリント配線基板30と色素増感太陽電池20の電極を電気的に接続させ易くすることができる。
また、導電性クッション材31a,31bのクッション性により、プリント配線基板30や色素増感太陽電池20のガラスの厚みのばらつきに左右されず、より確実にプリント配線基板30と色素増感太陽電池20とを導通させることが可能となる。
さらに、A.プリント配線基板30と色素増感太陽電池20の間に反射板を設けたり、B.プリント配線基板30の表面を白色にしたり、C.対向基板を反射基板にすることによって、発電効率をさらに向上させることも可能となる。
加えて、導電性クッション材31a,31bが透光性導電層23aからはみ出た状態で、色素増感太陽電池20を乗せ、圧力Pを加えて固定させると導電性クッション材31aが図8や図11に示すような形に変形する。このとき、導電性クッション材31a,31b自体が発電素子を物理的に柔らかく保持するような状態となり、より安定した構造を実現できる。
<太陽電池付電子機器100の検査機構>
次に、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の検査機構について説明する。色素増感太陽電池20の光発電素子の動作下限照度を測定する場合において、検査工程等で本来の動作下限照度以下の照度環境でも一時的に動作してしまう場合があり、動作下限照度を正確に保障することが困難である。
より詳細には、太陽電池により充電された電力を用いて半導体負荷(マイコン等を用いた機器、ビーコン発信用の通信モジュール、など)を動かす場合、充電素子と負荷を直接つなぐと、充電電圧が負荷の最低動作電圧を上回った瞬間、負荷の起動時に突入電流が発生し、充電電圧がドロップする。その結果、充電電圧が負荷の最低動作電圧を下回り、負荷が停止するため、負荷を起動できないというような症状に至る。
このため、本実施の形態などにかかる太陽電池付電子機器100に関しては、図13に示すように、ヒステリシススイッチ53を搭載することが有効である。ヒステリシススイッチ53は、オン電圧を超えるとターンオンし、オフ電圧を下回るとターンオフとなる。オン電圧>オフ電圧となるように設計されているため、オフの状態においてオフ電圧を超えてもオン電圧に達さない限りターンオンしないし、またオンの状態でオン電圧を下回ってもターンオフせずにオフ電圧を下回ってからターンオフする。
そして、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100に関しては、色素増感太陽電池20によって発電された電力はコンデンサなどの充電素子52に蓄えられる。そして、充電電圧がオン電圧を上回ると、ヒステリシススイッチ53がターンオンし、通信モジュール60などの負荷に電力が供給される。
この時、発電電力が負荷電力を上回っていれば、図14(A)に示すように、充電電圧は上昇または一定値となり、通信モジュール60に電力が供給され続ける。発電電力が負荷電力を下回るような場合、図14(B)に示すように、はじめは充電電圧がオフ電圧以上なので通信モジュール60などの負荷に電力が供給されるが、次第に充電電圧が減少し、充電電圧がオフ電圧を下回るとヒステリシススイッチ53がターンオフし、通信モジュール60への電力供給が停止する。
このため、発電電力が負荷電力を下回るような場合でも一時的には負荷が動作してしまい、ある照度で動作確認を行った際に、その照度において動作し続けることが可能かどうかの判断が難しい。
そこで、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100に関しては、動作確認の際に充電電圧を測定する事で、その照度において動作し続けるかどうかを判断するようにする。具体的には、色素増感太陽電池20の受光面に一定照度の光を当て、その際の充電電圧を観測するようにする。そして、時間が経過していくにつれて充電電圧が増加している場合や、所定値以上で安定している場合は、その照度における動作は保証されると判断することができる。
以下、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の組み立て工程と検査工程について詳述する。図15に示すように、色素増感太陽電池20の受光面の部分が開口されたカバー10に、色素増感太陽電池20、プリント配線基板30を順に積層する。より詳細には、カバー10に、クッション材11を介して色素増感太陽電池20が配置され、その上から、導電性クッション材31a,31bが取り付けられたプリント配線基板30が配置される。
プリント配線基板30が積層された状態で、カバー10とプリント配線基板30とがビス止めされて固定される。これによって、プリント配線基板30のランド32a、32bと導電性クッション材31a,31bと色素増感太陽電池20の外周縁とクッション材11とが互いに押し付け合いながら、カバー10とプリント配線基板30本体とによって挟持される。
本実施の形態においては、この状態において、プリント配線基板30に色素増感太陽電池20が接続されている面とは反対側の面に、検査パット51a,51bが露出している。
より詳細には、図16および図17に示すように、プリント配線基板30の中央から一端にかけて色素増感太陽電池20が取り付けられ、他端側の同一面にあるスペースに通信モジュール60や充電素子52や各種配線などの電装部品が配置される。本実施の形態においては、プリント配線基板30の、色素増感太陽電池20や充電素子52とは反対側に検査パッド51a,51bが設けられる。より詳細には、複数の充電素子52が並列に接続され、複数の充電素子52のプラス側から第1の検査パッド51aまで配線55が引かれ、複数の充電素子52のマイナス側から第2の検査パッド51bまで配線55が引かれる。
これによって、検査作業員は、カバー10に、色素増感太陽電池20とプリント配線基板30とが取り付けられた状態で、太陽電池付電子機器100が十分な発電能力を有するか否か、あるいはカバー10に対して正常な位置や姿勢で色素増感太陽電池20とプリント配線基板30とが取り付けられているか否かを判断することができる。
具体的には、色素増感太陽電池20の発電電力が通信モジュール60などの負荷電力よりも大きい場合、検査パッド51a,51b間の電圧は負荷ON直後に増加する。一方、図14(B)に示すように、色素増感太陽電池20の発電電力が通信モジュール60などの負荷電力よりも小さい場合、検査パッド51a,51b間の電圧は負荷ON直後に減少し始める。検査作業員は、太陽電池付電子機器100の出荷前に、現在の取り付け状態において、検査パッド51a,51b間の電圧を測定する事ができる。つまり、所定の照度によって色素増感太陽電池20が負荷に対して十分な電力を与えるかどうかを、カバーや筐体の影響を受けることなく判別する事が可能となる。
<太陽電池付電子機器100の外装>
次に、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100の外装について説明する。図1および図18に示すように、太陽電池付電子機器100の正面カバー10は、正面視において略長方形に形成されている。
正面カバー10は、色素増感太陽電池20の受光面がある部分に開口部10Yが形成される。本実施の形態においては、プリント配線基板30の中央から一端にかけて色素増感太陽電池20が取り付けられ、プリント配線基板30の同じ面の他端側のスペースに通信モジュール60や充電素子52や配線やランド32a、32bなどの電装部品が配置される。そして、正面カバー10は、当該他端側の電装部品が配置される部分もカバーするように構成されている。
特に、本実施の形態においては、正面カバー10の外縁部10Xがテーパ形状に形成されている。換言すれば、正面カバー10の4つの辺が、断面視において斜めに形成されている。さらに換言すれば、正面カバー10の4つの辺において、外周端に行くにつれて高さ、つまり厚みが小さくなるように形成されている。
さらに換言すれば、正面カバー10は、図18に示すような水平断面図においても、図示しない垂直断面図においても、台形形状に形成されている。
より詳細には、図19に示すように、正面カバー10の端部の傾きθは、10°~40°であることが好ましい。
これによって、図20に示すように、たとえば、太陽電池付電子機器100が壁面などから床などに落下しても、色素増感太陽電池20の受光面がある方の面が下になるように倒れやすくなり、後から色素増感太陽電池20の受光面が靴で踏まれるなどして傷が付く可能性を低減できる。
また、色素増感太陽電池20に光が当たり難くなるため、落下直後から発電能力が低下し、その結果通信モジュール60からの予期せぬ信号の発信が停止される。つまり、予め期待された位置で期待された姿勢で、所定の信号を送るはずであるのに、太陽電池付電子機器100が、予期しない位置や予期しない姿勢から所定の信号を送ってしまう可能性を低減することができる。その結果、通行人などの保持する端末が、誤った現在位置を認識する可能性を低減することができる。
また、太陽電池付電子機器100を壁にかけた場合などにおいて、外縁部10Xが斜めに形成されているため、通行人の服やカバンやその他の物品が、太陽電池付電子機器100の正面カバー10に引っ掛かって、太陽電池付電子機器100や通行人の服やカバンやその他の物品が壊れてしまう可能性を低減することができる。
そして、図18および図19に戻って、正面カバー10は、プリント配線基板30側、すなわち背面にネジボス10Bが形成される。組み立て作業者は、図15に示すように、正面カバー10に、色素増感太陽電池20と、プリント配線基板30とを積層した状態で、プリント配線基板30をネジボス10Bにビス止めすることによって太陽電池付電子機器100を組み立てる。上記のように、プリント配線基板30を正面カバー10に取り付けることで、プリント配線基板30を正面カバー10に取り付けた状態において、プリント基板30の外周縁と前記カバーの外周縁の内側面とが接触しないように構成されている。
特に、本実施の形態においては、図15に示すように、プリント配線基板30は、正面視において、略長方形状を有する。そして、プリント配線基板30の対向する長手方向のそれぞれの辺に切り欠き部30Zが形成される。そして、図15や図19に示すように、切り欠き部30Zに対応する位置に、正面カバー10の裏面には凸部10Zが立設されている。
また、正面カバー10は、色素増感太陽電池20の受光面のための開口部10Yの周りにもテーパが形成されている。これによっても、通行人の服やカバンやその他の物品が、太陽電池付電子機器100の正面カバー10に引っ掛かって、太陽電池付電子機器100や通行人の服やカバンやその他の物品が壊れてしまう可能性を低減することができる。
図19および図21に示すように、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器100に関しては、プリント配線基板30のさらに後方には、背面カバー40を取り付けられる。図19に示すように、背面カバー40の外周、すなわち周囲の側面は、正面カバー10の周縁部によってカバーされる。
<第2の実施の形態>
上記の実施の形態においては、図17に示すように、色素増感太陽電池20と充電素子52とをプリント配線基板30の正面側に取り付けて、検査パッド51a、51bをプリント配線基板30の背面側に取り付けるものであった。しかしながら、正面カバー10に色素増感太陽電池20を取り付けた状態で、充電素子52の電圧を容易に測定できるものであればよく、このような形態には限られない。
たとえば、図22に示すように、色素増感太陽電池20をプリント配線基板30の正面側に取り付けて、充電素子52と検査パッド51とをプリント配線基板30の裏面に取り付けてもよい。
あるいは、図23に示すように、色素増感太陽電池20と充電素子52と検査パッド51a,51bをプリント配線基板30の正面側に取り付けてもよい。
<第3の実施の形態>
また、背面カバー40に関しても、図24に示すように、背面カバー40無しで太陽電池付電子機器100を壁などに取り付けてもよいし、背面カバー40を先に壁面などに取り付けてから図24に示す状態の太陽電池付電子機器100を背面カバー40に取り付けてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 :正面カバー
10B :ネジボス
10X :外縁部
10Y :開口部
10Z :凸部
11 :クッション材
20 :色素増感太陽電池
21 :透光性基板
21a :プラス極
21b :マイナス極
22 :第1透光性基板
23a :透光性導電層
23b :透光性導電層
24 :多孔質半導体層
25 :多孔質絶縁層
26 :対極導電層
27 :対向基板
28 :封止層
30 :プリント配線基板
30Z :切り欠き部
31 :導電性クッション材
31a :導電性クッション材
31b :導電性クッション材
32 :両面粘着テープ
32a :ランド
40 :背面カバー
50 :空間
51a :第1の検査パッド
51b :第2の検査パッド
52 :充電素子
53 :ヒステリシススイッチ
60 :通信モジュール
100 :太陽電池付電子機器
311 :導電布
312 :弾性材料
P :圧力
W1 :導電性クッション材の幅
W2 :電極幅
θ :傾き

Claims (7)

  1. 配線とランドとを有する基板と、
    前記基板上に配置される導電性クッション材と、
    前記基板と対向して配置され、受光面を有する透光性基板を含む太陽電池と、を備え、
    前記太陽電池は、前記透光性基板の、前記受光面の反対側の面に積層される透光性導電層を含み、
    前記透光性導電層は、前記透光性基板の長手方向の一端の近傍に位置する前記透光性導電層の一部からなる第1電極と、前記透光性基板の長手方向の他端の近傍に位置する前記透光性導電層の一部からなる、前記第1電極と反対の極である第2電極とを含み、
    前記ランドと前記第1電極とが、対向して、導電性クッション材を介して電気的に接続され、
    前記ランドと前記第2電極とが、対向して、導電性クッション材を介して電気的に接続され、
    前記導電性クッション材に前記透光性基板が押し付けられることによって、
    前記導電性クッション材の外側部分の上端が、前記導電性クッション材の内側部分と前記透光性基板との接触位置よりも高い位置に達する、太陽電池付電子機器。
  2. カバーをさらに備え、
    前記カバーと前記基板とによって、前記太陽電池の縁と前記導電性クッション材とが挟持される、請求項1に記載の太陽電池付電子機器。
  3. 前記導電性クッション材は、前記ランドと導電性粘着テープで固定されている、請求項1または2に記載の太陽電池付電子機器。
  4. 前記カバーには、前記太陽電池の縁を前記基板側に押さえつけるためのクッション材が設けられている、請求項2に記載の太陽電池付電子機器。
  5. 前記第1電極と、前記第2電極とが、共に、前記透光性基板の前記基板側に設けられる、請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池付電子機器。
  6. 前記透光性基板の長手方向の一端に沿って少なくとも2つ以上の前記導電性クッション材が配置され、
    前記透光性基板の長手方向の他端に沿って少なくとも2つ以上の前記導電性クッション材が配置される、請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池付電子機器。
  7. 前記透光性基板に対して、前記導電性クッション材の方が、前記第1電極よりも外側まで達する、請求項1から6のいずれか1項に記載の太陽電池付電子機器。
JP2021536944A 2019-07-29 2020-07-17 太陽電池付電子機器 Active JP7273972B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019138788 2019-07-29
JP2019138788 2019-07-29
PCT/JP2020/027866 WO2021020176A1 (ja) 2019-07-29 2020-07-17 太陽電池付電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021020176A1 JPWO2021020176A1 (ja) 2021-02-04
JP7273972B2 true JP7273972B2 (ja) 2023-05-15

Family

ID=74230251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021536944A Active JP7273972B2 (ja) 2019-07-29 2020-07-17 太陽電池付電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220271175A1 (ja)
JP (1) JP7273972B2 (ja)
CN (1) CN114144896B (ja)
WO (1) WO2021020176A1 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065426A (ja) 2011-09-16 2013-04-11 Shin Etsu Polymer Co Ltd 電子機器用カバー部材および電池蓋

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933565A (ja) * 1982-07-22 1984-02-23 テキサス・インスツルメンツ・インコ−ポレイテツド 低コスト電子装置構成方法
JPS5993153U (ja) * 1982-12-15 1984-06-25 カシオ計算機株式会社 小型電子機器の太陽電池取付構造
JPS5993155U (ja) * 1982-12-15 1984-06-25 シャープ株式会社 太陽電池付電子機器
JPS6017490U (ja) * 1983-07-15 1985-02-06 カシオ計算機株式会社 小型電子機器の太陽電池取付構造
JP4854971B2 (ja) * 2005-03-07 2012-01-18 藤森工業株式会社 色素増感型太陽電池モジュール
JP2006344616A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Yoshiaki Sonoda 太陽電池ガラス基板実装方法
JP2008192376A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Ngk Spark Plug Co Ltd 太陽電池及び色素増感型太陽電池
JP2009015152A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Murakami Corp 電子デバイスの接続構造及びその製造方法
JP5144986B2 (ja) * 2007-08-07 2013-02-13 シャープ株式会社 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池モジュール
JP2012014849A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Sony Corp 光電変換素子およびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法
KR101918261B1 (ko) * 2011-11-28 2018-11-14 삼성전자주식회사 모바일 장치용 반도체 패키지
WO2013182955A2 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Ebfoil S.R.L. Back-sheet for photovoltaic modules comprising back-contact solar cells
JP6267035B2 (ja) * 2014-03-28 2018-01-24 積水化学工業株式会社 色素増感太陽電池セルの組込構造及び発電ブラインド用スラット
TW201803175A (zh) * 2016-04-27 2018-01-16 積水化學工業股份有限公司 太陽電池模組及太陽電池模組之施工方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013065426A (ja) 2011-09-16 2013-04-11 Shin Etsu Polymer Co Ltd 電子機器用カバー部材および電池蓋

Also Published As

Publication number Publication date
CN114144896A (zh) 2022-03-04
US20220271175A1 (en) 2022-08-25
JPWO2021020176A1 (ja) 2021-02-04
CN114144896B (zh) 2024-04-30
WO2021020176A1 (ja) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112055897B (zh) 电池模块和包括其的电池组和车辆
KR102410002B1 (ko) 감온 소자를 위한 고정 구조를 갖는 전지 모듈
KR101311252B1 (ko) 이차전지 팩
KR101227870B1 (ko) 보호회로모듈 케이스를 포함하는 이차전지 팩
KR101293591B1 (ko) 이차전지 팩
KR101255546B1 (ko) 프레임을 포함하는 이차전지 팩
EP0539183A1 (en) Application of laminated interconnect media between a laminated power source and semiconductor devices
WO2007052407A1 (ja) 太陽電池モジュール用端子ボックス
US20090277784A1 (en) Electrochemical device
EP3846273A1 (en) Battery pack
KR101474393B1 (ko) 배터리 팩
KR101539694B1 (ko) 안전성이 향상된 배터리 팩
JP7273972B2 (ja) 太陽電池付電子機器
JP7273973B2 (ja) 太陽電池付電子機器
JP5207278B2 (ja) 保護回路モジュール
JP3996937B2 (ja) 蓄電システム
WO2021020178A1 (ja) 太陽電池付電子機器
CN210839659U (zh) 电子设备
KR20220094716A (ko) 온도 센서를 갖는 배터리 모듈
KR101214258B1 (ko) 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치
KR102488292B1 (ko) 전지 모듈
JP7498272B2 (ja) 電子機器、電気機器の検査方法、および電子機器の検査システム
KR101297095B1 (ko) 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치
CN215500088U (zh) 一种具有过载保护的led灯组柔性线路板
CN215378862U (zh) 一种新型光伏接线盒及光伏组件

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230428

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7273972

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150