JPH01248482A - 光発電二次電池 - Google Patents
光発電二次電池Info
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- JPH01248482A JPH01248482A JP63076706A JP7670688A JPH01248482A JP H01248482 A JPH01248482 A JP H01248482A JP 63076706 A JP63076706 A JP 63076706A JP 7670688 A JP7670688 A JP 7670688A JP H01248482 A JPH01248482 A JP H01248482A
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- battery active
- battery
- semiconductor
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
- H01M10/465—Accumulators structurally combined with charging apparatus with solar battery as charging system
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Y—GENERAL 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Sustainable Energy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光起電圧を発生する太陽電池と通常の二次電
池の機能をあわせ持ち、特に各種電力消費装置駆動用の
無停電電源としての機能を有する光発電二次電池に関す
る。
池の機能をあわせ持ち、特に各種電力消費装置駆動用の
無停電電源としての機能を有する光発電二次電池に関す
る。
従来の技術
太陽エネルギーを電力として蓄えることにより昼夜の区
別なく電力源として使用できる電ａ装置はこれまで数多
く提案されている。 （金子正夫著エレクトロニクス
Ｐ９７−１０４、昭和５９）しかしながら現在実用化さ
れているものは、太陽電池で発生した電力を二次電池で
貯蔵し、これを夜間利用しようとする二装置一体型であ
るが、この方式のものは発電部分と充電部分とが各々独
立しているため、装置構成は複雑で大きいものと成って
いた。
別なく電力源として使用できる電ａ装置はこれまで数多
く提案されている。 （金子正夫著エレクトロニクス
Ｐ９７−１０４、昭和５９）しかしながら現在実用化さ
れているものは、太陽電池で発生した電力を二次電池で
貯蔵し、これを夜間利用しようとする二装置一体型であ
るが、この方式のものは発電部分と充電部分とが各々独
立しているため、装置構成は複雑で大きいものと成って
いた。
これに対して発明者等は、単一素子で光起電圧を発生す
る太陽電池と通常の二次電池の機能をあわせ持つ光二次
電池を提案した（特願昭６２−１６２７８０）。
る太陽電池と通常の二次電池の機能をあわせ持つ光二次
電池を提案した（特願昭６２−１６２７８０）。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記光二次電池での光充電効率つまり人力
照射光に対する充電電流の比は低いものであった。
照射光に対する充電電流の比は低いものであった。
上述の光二次電池の光充電効率が低い原因は次のように
考えられる。従来例の光二次電池は、その光充電反応が
、光照射により半導体電極中に発生した電子あるいはホ
ールと、活物質電極中の可動イオンとの酸化還元反応で
あったが、この反応では半導体電極と活物質電極との界
面において電子とホールの再結合が発生し、これにより
光充電反応効率が低下した。
考えられる。従来例の光二次電池は、その光充電反応が
、光照射により半導体電極中に発生した電子あるいはホ
ールと、活物質電極中の可動イオンとの酸化還元反応で
あったが、この反応では半導体電極と活物質電極との界
面において電子とホールの再結合が発生し、これにより
光充電反応効率が低下した。
本発明は上記問題点に鑑み、実用的な素子を構成するこ
とを目的とする。
とを目的とする。
課題を解決するための手段
半導体電極と電池活物質電極とで、Ｐ−Ｎ接合型あるい
はＰ−１−Ｎ接合型あるいはショットキー接合型あるい
はＭＩＳ型光起電圧素子を形成する。
はＰ−１−Ｎ接合型あるいはショットキー接合型あるい
はＭＩＳ型光起電圧素子を形成する。
作用
本発明では半導体電極と電池活物質電極とにより、Ｐ−
Ｎ接合型あるいはショットキー型あるいはＭＩＳ型光起
電圧素子部分を形成した素子を作成し、この素子を光充
電すると、二次電池部分を上記光起電圧素子部分で発生
させた電力で充電する形態となり、上述のごとき酸化還
元反応に伴う効率の低下は発生しないものとなる。
Ｎ接合型あるいはショットキー型あるいはＭＩＳ型光起
電圧素子部分を形成した素子を作成し、この素子を光充
電すると、二次電池部分を上記光起電圧素子部分で発生
させた電力で充電する形態となり、上述のごとき酸化還
元反応に伴う効率の低下は発生しないものとなる。
実施例
（実施例１）
第１図は、本発明の実施例である全固体光発電二次電池
の構造を示すものであり、 （ａ）は断面図、 （ｂ）
は上から見た図である。大きさ２０Ｘ２０ｍｍ、厚さ１
ｍｍのガラス基体１の上に■ｎ２０３とＳｎＯ２の化合
物よりなるＩＴＯをコの字型に蒸着し一方を透明電極２
、他方を集電電極８とした。つぎに透明電極２の上にア
モルファスシリコン層３をＣＶＤ法により厚さ帆０４μ
ｍ形成した後、不純物としてＢをドープしＰ型半導体特
性を与えた。さらに連続してＣＶＤ法によりＩ型アモル
ファスシリコン層４を０．４μｍ形成する。ひきつずき
Ｉ型アモルファスシリコンＮｉ４上に真空加熱蒸着法に
より金属鋼層５を１μｍ形成した。つぎに、透明電極２
と同時に形成した集電電極８上に、ＲＦスパッタ法によ
りＣｕ２ＭｏｅＳ７８で表される鋼シェプレル化合物Ｎ
７を２μｍ形成し、最後に真空加熱蒸着法によりＲｂＣ
ｕ４１＋、７ｓＣ１３，２５で表される固体電解質層６
を１６ｍ形成し、エポキシ樹脂９により全体をコートし
本実施例の電池Ａとした。銅シェブレル化合物Ｎ７を２
μｍ形成し、最後に上記真空加熱蒸着法によりＲｂＣｕ
ａｒ＋、ｖｓＣ１３，２５で表される固体電解質層６を
１μｍ形成し、エポキシ樹脂９により全体をコートし本
実施例の′Ｆｆ、池Ａとした。なお１０は透明電極作成
時に同時に作成したＩＴＯよりなる負極リード端子であ
り、金属銅ｒＦｊｉ５に電気的に接触させたものである
。
の構造を示すものであり、 （ａ）は断面図、 （ｂ）
は上から見た図である。大きさ２０Ｘ２０ｍｍ、厚さ１
ｍｍのガラス基体１の上に■ｎ２０３とＳｎＯ２の化合
物よりなるＩＴＯをコの字型に蒸着し一方を透明電極２
、他方を集電電極８とした。つぎに透明電極２の上にア
モルファスシリコン層３をＣＶＤ法により厚さ帆０４μ
ｍ形成した後、不純物としてＢをドープしＰ型半導体特
性を与えた。さらに連続してＣＶＤ法によりＩ型アモル
ファスシリコン層４を０．４μｍ形成する。ひきつずき
Ｉ型アモルファスシリコンＮｉ４上に真空加熱蒸着法に
より金属鋼層５を１μｍ形成した。つぎに、透明電極２
と同時に形成した集電電極８上に、ＲＦスパッタ法によ
りＣｕ２ＭｏｅＳ７８で表される鋼シェプレル化合物Ｎ
７を２μｍ形成し、最後に真空加熱蒸着法によりＲｂＣ
ｕ４１＋、７ｓＣ１３，２５で表される固体電解質層６
を１６ｍ形成し、エポキシ樹脂９により全体をコートし
本実施例の電池Ａとした。銅シェブレル化合物Ｎ７を２
μｍ形成し、最後に上記真空加熱蒸着法によりＲｂＣｕ
ａｒ＋、ｖｓＣ１３，２５で表される固体電解質層６を
１μｍ形成し、エポキシ樹脂９により全体をコートし本
実施例の′Ｆｆ、池Ａとした。なお１０は透明電極作成
時に同時に作成したＩＴＯよりなる負極リード端子であ
り、金属銅ｒＦｊｉ５に電気的に接触させたものである
。
このようにして作成した電池Ａの動作機構を以下説明す
る。本実施例に於て、半導体電極は、Ｐ−Ｉ接合型アモ
ルファスシリコンであり、第１の電池活物質電極は金属
銅Ｎ５であり、第２の電池活物質電極は銅シェブレルＮ
７である。金属銅はアモルファスシリコンより小さい仕
事関数を有するため上記Ｐ−１アモルファスシリコンと
金属鋼との接合面に光を照射するとショットキー型光起
電圧が発生し、金属鋼が負、Ｐ型アモルファスシリコン
が正の電圧となる。そこで上記Ｐ型アモルファスシリコ
ンと上記ＩＴＯ電極により電気的に接続された銅シェブ
レル電極は、光が照射されると正電圧が印加され、金属
鋼と固体電解質とこのシェブレル電極とにより形成され
た二次電池はこれにより充電されることになる。また同
時に外部機器の駆動には負極リード端子１０および正極
集電電極８により行なうことがでる。また夜間等の光照
射の行なわれないときには、上記二次電池部分で光照射
の際充電された電力を使用することにより昼夜を問わな
い無停電電源として用いることができる。
る。本実施例に於て、半導体電極は、Ｐ−Ｉ接合型アモ
ルファスシリコンであり、第１の電池活物質電極は金属
銅Ｎ５であり、第２の電池活物質電極は銅シェブレルＮ
７である。金属銅はアモルファスシリコンより小さい仕
事関数を有するため上記Ｐ−１アモルファスシリコンと
金属鋼との接合面に光を照射するとショットキー型光起
電圧が発生し、金属鋼が負、Ｐ型アモルファスシリコン
が正の電圧となる。そこで上記Ｐ型アモルファスシリコ
ンと上記ＩＴＯ電極により電気的に接続された銅シェブ
レル電極は、光が照射されると正電圧が印加され、金属
鋼と固体電解質とこのシェブレル電極とにより形成され
た二次電池はこれにより充電されることになる。また同
時に外部機器の駆動には負極リード端子１０および正極
集電電極８により行なうことがでる。また夜間等の光照
射の行なわれないときには、上記二次電池部分で光照射
の際充電された電力を使用することにより昼夜を問わな
い無停電電源として用いることができる。
比較例として、半導体電極に光を照射して生成したホー
ルと第１の電池活物質電極との酸化還元反応による光充
電電池を作成した。上から見た構成図を第２図に示す。
ルと第１の電池活物質電極との酸化還元反応による光充
電電池を作成した。上から見た構成図を第２図に示す。
大きさ２０Ｘ２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス基体１１の
上にＩＴＯをコの字型に蒸着し一方を透明電極１２、他
方を集電電極１７とした。つぎに上記透明電極１２の上
にＮ型アモルファスシリコン層１３をＣＶＤ法により厚
さ０．０４μｍ形成した後、不純物ＰをドープしＮ型半
導体特性を与えた。さらにこの上にＲＦスパッタ法によ
りＣｕ２ＭｏｅＳ７．ｓで表される銅シェブレル化合物
層１４を２μｍ形成した。ひきつずき上記透明電極１２
と同時に形成した集電電極１７上に真空加熱蒸着法によ
り金属ｆＪＡ層１５を１μｍ形成した。最後に上記真空
加熱蒸着法によりＲｂ Ｃｕ ａ Ｉ １．７１ＣＩ
３．２５で表される固体電解質層１６を１μｍ形成し、
エポキシ樹脂１８により全体をコートし比較例の電池Ｂ
とした。なおＩ９は上記透明電極作成時に同時に作成、
したＴＴＯよりなる正極リード端子であり、上記銅シェ
プレル化合物Ｎ１４に電気的に接触させたものである。
上にＩＴＯをコの字型に蒸着し一方を透明電極１２、他
方を集電電極１７とした。つぎに上記透明電極１２の上
にＮ型アモルファスシリコン層１３をＣＶＤ法により厚
さ０．０４μｍ形成した後、不純物ＰをドープしＮ型半
導体特性を与えた。さらにこの上にＲＦスパッタ法によ
りＣｕ２ＭｏｅＳ７．ｓで表される銅シェブレル化合物
層１４を２μｍ形成した。ひきつずき上記透明電極１２
と同時に形成した集電電極１７上に真空加熱蒸着法によ
り金属ｆＪＡ層１５を１μｍ形成した。最後に上記真空
加熱蒸着法によりＲｂ Ｃｕ ａ Ｉ １．７１ＣＩ
３．２５で表される固体電解質層１６を１μｍ形成し、
エポキシ樹脂１８により全体をコートし比較例の電池Ｂ
とした。なおＩ９は上記透明電極作成時に同時に作成、
したＴＴＯよりなる正極リード端子であり、上記銅シェ
プレル化合物Ｎ１４に電気的に接触させたものである。
以上の方法により作成した電池Ａ、 Ｂに対し以下に
述べろ試験を行なった。まず外部負荷として１０にΩの
固定抵抗を用い、これを電池Ａでは端子８とｌＯ１電池
Ｂでは端子１７と１９に接続し、光を断続的に照射しな
がら端子間の電圧を測定した。その結果を第３図に示す
。縦軸は電池の端子電圧を示し、横軸は経過時間を示し
ている。なお光源には疑似太陽光ＡＭ−１，５、翌射光
強度１００ｍＷ／ｃｍ２を使用し、２時間の周期で照射
と無照射を繰り返した。
述べろ試験を行なった。まず外部負荷として１０にΩの
固定抵抗を用い、これを電池Ａでは端子８とｌＯ１電池
Ｂでは端子１７と１９に接続し、光を断続的に照射しな
がら端子間の電圧を測定した。その結果を第３図に示す
。縦軸は電池の端子電圧を示し、横軸は経過時間を示し
ている。なお光源には疑似太陽光ＡＭ−１，５、翌射光
強度１００ｍＷ／ｃｍ２を使用し、２時間の周期で照射
と無照射を繰り返した。
第３図を見ると明らかなように、比較例の電池Ｂでは端
子電圧が時間と共に低下している。これは光照射時の充
電効率が低いため外部負荷を駆動するのに必要な電力に
対し、二次電池部分の充電が不十分であるためと考えら
れる。これに対して、本実施例の電池Ａでは光の断続的
照射サイクルにズ・１しても端子電圧の低下は見られず
、光′照射時の充電効率が低いと言う従来例の問題点は
これにより解決されたということができる。
子電圧が時間と共に低下している。これは光照射時の充
電効率が低いため外部負荷を駆動するのに必要な電力に
対し、二次電池部分の充電が不十分であるためと考えら
れる。これに対して、本実施例の電池Ａでは光の断続的
照射サイクルにズ・１しても端子電圧の低下は見られず
、光′照射時の充電効率が低いと言う従来例の問題点は
これにより解決されたということができる。
（実施例２）
実施例１の電池Ａ及び比較例の電池Ｂにおける銅シェブ
レル化合物Ｃｕ２Ｍｏｅｓｖ、ｓの代りに銀シェプレル
化合物Ａ ｇ ２ Ｍ ｏ ａ Ｓ ｇ、また固体電解
質としてＲｂ Ｃｕ ａ Ｉ １．７５Ｃｌ ３．２５
の代りにＲｂ Ａ ｇ ａＩ５、金属銅の代りに金属銀
を用いた以外は電池構成及び作成法が同一である実施例
の電池Ｃ及び比較例の電池りを作成した。これに対し実
施例１と同一の性能評価試験を行なフた。その結果を第
４図に示す。これを見ると分かるように、比較例の電池
は時間経過と共に端子電圧が低下しているのに較べ、本
実施例の電池Ｃはこのようなことばなく、無停電電源と
しての機能を充分果たしている。
レル化合物Ｃｕ２Ｍｏｅｓｖ、ｓの代りに銀シェプレル
化合物Ａ ｇ ２ Ｍ ｏ ａ Ｓ ｇ、また固体電解
質としてＲｂ Ｃｕ ａ Ｉ １．７５Ｃｌ ３．２５
の代りにＲｂ Ａ ｇ ａＩ５、金属銅の代りに金属銀
を用いた以外は電池構成及び作成法が同一である実施例
の電池Ｃ及び比較例の電池りを作成した。これに対し実
施例１と同一の性能評価試験を行なフた。その結果を第
４図に示す。これを見ると分かるように、比較例の電池
は時間経過と共に端子電圧が低下しているのに較べ、本
実施例の電池Ｃはこのようなことばなく、無停電電源と
しての機能を充分果たしている。
（実施例３）
実施例１で示したショットキー型光起電圧発生素子に対
して、ＭＩＳ（Ｍｅｌａｌ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ
Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型光起電圧発生構造を有
する電池Ｆを作成した。電池構成及び作成法は電池Ａと
同一であるが、ＭＩＳ型構造とするため第１図における
■−型アモルファスシリコンＮ４．と金属銅層５の間に
Ｃｕ２Ｏで表される金属酸化物絶縁層を５ｎｍの膜厚で
形成している。この金属酸化物絶縁層の形成方法は、酸
素圧力１．５Ｘ１０−２ｔｏｒｒの酸素雰囲気中で金属
鋼を加熱蒸着法することにより行なった。これに対し、
実施例１と同一の性能評価試験を行なった。その結果を
第５図に示す。本実施例３の電池Ｆも上記実施例１の電
池Ａと同等の性能を有することが分かる。
して、ＭＩＳ（Ｍｅｌａｌ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ
Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型光起電圧発生構造を有
する電池Ｆを作成した。電池構成及び作成法は電池Ａと
同一であるが、ＭＩＳ型構造とするため第１図における
■−型アモルファスシリコンＮ４．と金属銅層５の間に
Ｃｕ２Ｏで表される金属酸化物絶縁層を５ｎｍの膜厚で
形成している。この金属酸化物絶縁層の形成方法は、酸
素圧力１．５Ｘ１０−２ｔｏｒｒの酸素雰囲気中で金属
鋼を加熱蒸着法することにより行なった。これに対し、
実施例１と同一の性能評価試験を行なった。その結果を
第５図に示す。本実施例３の電池Ｆも上記実施例１の電
池Ａと同等の性能を有することが分かる。
（実施例４）
本実施例では、Ｎ−Ｐ接合型半導体電極の８面に第１の
電池活物質電極を接合した電池Ｅを作成した。
電池活物質電極を接合した電池Ｅを作成した。
第６図は、本発明の他の実施例である電池の構造を示す
断面図である。大きさ１０１００Ｘ１００、厚さ１ｍｍ
のガラス基体２０の上にＩｎ、Ａピ、カーボンよりなる
電極材料をコの字型にスクリーン印刷し一方を半導体用
電極２１、他方を対極用集電電極２６とした。つぎに上
記半導体用電極２１と接触部分を持つようにＮ型Ｃｄ５
Ｊ’ｊｆ２２を公知の方法によりスクリーン印刷した後
赤外線乾燥炉内で１２０℃の温度で乾燥厚さ２５μｍの
薄膜とした。次ぎにこの上に上記スクリーン印刷法によ
りＣｕ２５Ｆ’２３を５０７１ｍ形成した後、上記赤外
線乾燥炉内で１２０℃の温度で乾燥した。
断面図である。大きさ１０１００Ｘ１００、厚さ１ｍｍ
のガラス基体２０の上にＩｎ、Ａピ、カーボンよりなる
電極材料をコの字型にスクリーン印刷し一方を半導体用
電極２１、他方を対極用集電電極２６とした。つぎに上
記半導体用電極２１と接触部分を持つようにＮ型Ｃｄ５
Ｊ’ｊｆ２２を公知の方法によりスクリーン印刷した後
赤外線乾燥炉内で１２０℃の温度で乾燥厚さ２５μｍの
薄膜とした。次ぎにこの上に上記スクリーン印刷法によ
りＣｕ２５Ｆ’２３を５０７１ｍ形成した後、上記赤外
線乾燥炉内で１２０℃の温度で乾燥した。
さらにこの上にＣＵ ２Ｍ Ｏ６Ｓ７．８で表される銅
シェブレル化合物層をスクリーン印刷法により１００μ
ｎｌ形成、第一の電池活物質電極２４とし、これと同時
に集電電極２８上にもと２銅シェブレル化合物Ｃｕ ２
Ｍ Ｏ６５７，８を１００ ｐ ｍ形成し第二の電池活
物質電極２５とした。その後、窒素雰囲気中６５０℃で
焼成下。最後にＲｂ Ｃｕ ａ Ｉ ＋、ｖｓＣ１３，
２５で表される固体電解質層２７を上記スクリーン印刷
法により５０μｍ形成した後、全体を乾燥窒素雰囲気中
１３０℃でアニールし、最後に、エポキシ樹脂２８によ
り全体をコートし本実施例の電池Ｆとした。なお２９は
上記半導体用電極作成時に同時に作成した正極リード端
子であり、上記第一の電池活物質電極２４と電気的に１
妾触させたものである。
シェブレル化合物層をスクリーン印刷法により１００μ
ｎｌ形成、第一の電池活物質電極２４とし、これと同時
に集電電極２８上にもと２銅シェブレル化合物Ｃｕ ２
Ｍ Ｏ６５７，８を１００ ｐ ｍ形成し第二の電池活
物質電極２５とした。その後、窒素雰囲気中６５０℃で
焼成下。最後にＲｂ Ｃｕ ａ Ｉ ＋、ｖｓＣ１３，
２５で表される固体電解質層２７を上記スクリーン印刷
法により５０μｍ形成した後、全体を乾燥窒素雰囲気中
１３０℃でアニールし、最後に、エポキシ樹脂２８によ
り全体をコートし本実施例の電池Ｆとした。なお２９は
上記半導体用電極作成時に同時に作成した正極リード端
子であり、上記第一の電池活物質電極２４と電気的に１
妾触させたものである。
これに対し、実施例１と同一の性能評価試験を行なった
。（ｌ、負荷抵抗は１００Ωを用いた。
。（ｌ、負荷抵抗は１００Ωを用いた。
その結果を第７図に示す。これを見ると分かるように本
実施例の電池Ｆは上述の実施例の電池より、より大きい
電力を必要とする電気機器の無停電電源としての機能を
有すると言うことができる。
実施例の電池Ｆは上述の実施例の電池より、より大きい
電力を必要とする電気機器の無停電電源としての機能を
有すると言うことができる。
（実施例５）
本実施例ではＰ型半導体電極とＮ型半導体特性を有する
電池活物質？ｆｉ極との接合により、光起電圧発生構造
を有する電池Ｇを作成した。
電池活物質？ｆｉ極との接合により、光起電圧発生構造
を有する電池Ｇを作成した。
第８図は、本発明の異なる実施例である全固体光発電二
次電池の構造を示す断面図である。太きさ２０Ｘ２０ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのガラス基体３０の上にＩＴＯをコの字
型に蒸着し一方を透明電極３１、他方を集電電極３２と
した。つぎに上記透明電極３３の上に半導体電極層３４
としてＰ型ＣｕＩｎ５ｅ２をＲＦスパッタ法により０．
０５μｍ形成、さらにこの上にＣｕ＋、ａＳで表される
第１の電池活物質電極層３５を真空加熱蒸着法により１
０μｍ形成した。次に、上記集電電極３２上に、ＲＦス
パッタ法によりＣｕ２Ｍ０ｓｓｖ、ａで表される銅シェ
ブレル化合物Ｎ３６を１０μｍ形成し、最後に上記真空
加熱蒸着法によりＲｂＣｕ４１＋、７ｓＣ１３２５で表
される固体電解質層３７を１０μｍ形成し、エポキシ樹
脂３８により全体をコートし本実施例の電池Ｇとした。
次電池の構造を示す断面図である。太きさ２０Ｘ２０ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのガラス基体３０の上にＩＴＯをコの字
型に蒸着し一方を透明電極３１、他方を集電電極３２と
した。つぎに上記透明電極３３の上に半導体電極層３４
としてＰ型ＣｕＩｎ５ｅ２をＲＦスパッタ法により０．
０５μｍ形成、さらにこの上にＣｕ＋、ａＳで表される
第１の電池活物質電極層３５を真空加熱蒸着法により１
０μｍ形成した。次に、上記集電電極３２上に、ＲＦス
パッタ法によりＣｕ２Ｍ０ｓｓｖ、ａで表される銅シェ
ブレル化合物Ｎ３６を１０μｍ形成し、最後に上記真空
加熱蒸着法によりＲｂＣｕ４１＋、７ｓＣ１３２５で表
される固体電解質層３７を１０μｍ形成し、エポキシ樹
脂３８により全体をコートし本実施例の電池Ｇとした。
なお３９は上記透明電極作成時に同時に作成したＩＴＯ
よりなる正極リード端子であり、第一の電池活物質電極
３５と電気的に接触させたものである。これに対し、実
施例１と同一の性能評価試験を行なった。その結果を第
９図に示す。これを見ると分かるように本実施例の電池
Ｃも無停電電源としての機能を充分果たしていると言う
ことができる。
よりなる正極リード端子であり、第一の電池活物質電極
３５と電気的に接触させたものである。これに対し、実
施例１と同一の性能評価試験を行なった。その結果を第
９図に示す。これを見ると分かるように本実施例の電池
Ｃも無停電電源としての機能を充分果たしていると言う
ことができる。
なお、上記実施例では固体電解質の場合について述べた
が本発明は固体電解質に限るものではない。
が本発明は固体電解質に限るものではない。
発明の効果
以上のように本発明は光発電反応効率の高い実用的な光
発電二次電池を得られる。
発電二次電池を得られる。
第１図は本発明の一実施例の電池Ａの構造図、第２図は
同実施例の比較例の電池Ｂの構造図、第３図は同実施例
の特性図、第４図は本発明の異なる実施例の特性図、第
５図は同実施例３の特性図、第６図は本発明の異なる実
施例の構造図、第７図は同実施例の特性図、第８図は本
発明の異なる実施例の構造図、第９図は同実施例の特性
図である。 ｌ・・・・ガラス基体、２・・・透明電極、３・・・Ｐ
型アモルファスシリコン層、４・・・Ｉ型アモルファス
シリコン層、５・・・金属ｔＲ層、６・・・固体電解質
層、７・・・鋼シェブレル化合物層、８・・・集電電極
、９・・・エポキシ樹脂、１０・・・負極リード端子、
１１・・・ガラス基体、１２・・・透明電極、１３・・
・Ｎ型アモルファスシリコン、１４・・・鋼シェブレル
化合物層、１５・・・全屈銅層、１６・・・固体電解質
層、１７・・・集電電極、１８・・・エポキシ樹脂、１
９・・・正極リード端子、２０・・・ガラス基体、２１
・・・半導体用電極、２２・・−Ｎ型ＣｄＳｉ、２３・
・・Ｃｕ２５Ｎ、２４・・・銅シェブレル化合物層、２
５・・・銅シェブレル化合物層、２６・・・集電電極、
２７・・・固体電解質層、２８・・・エポキシ樹脂、２
９・・・正極リード端子、３０・・・ガラス基体、３１
・・・透明電極、３２・・・集電電極、３３・・−Ｐ型
Ｃｕ Ｉｎ５ｅ２Ｆ！、３４・・・Ｃｕ １．６Ｓ層、
３５・・・鋼シェブレル化合物層、３６・・・固体電解
質層、３７・・・エポキシ樹脂、３８・・・負極端子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか１名第１図 （ａ−ン 第２図 第３図 ＯＺ ４ ６ ８ １０
／、？ １４ ／６経を時間（時閉
） 第５図 第４図 ０ こ ４− ６ ８ ｔＯｔＺ ／４ ／６好嘗ｉ
吟関（時間う Ｄ ２ ４ ６８ ｔＯｔｌ ｔ４
／６経伍時ｍ、４ （時間） 第 ６ 図 、正本唸り−ド１ｉ％モト 第７図 ０１４ 乙 ８ １０
／２ １４ ／６峰逆吟間（時
間） 第８図
同実施例の比較例の電池Ｂの構造図、第３図は同実施例
の特性図、第４図は本発明の異なる実施例の特性図、第
５図は同実施例３の特性図、第６図は本発明の異なる実
施例の構造図、第７図は同実施例の特性図、第８図は本
発明の異なる実施例の構造図、第９図は同実施例の特性
図である。 ｌ・・・・ガラス基体、２・・・透明電極、３・・・Ｐ
型アモルファスシリコン層、４・・・Ｉ型アモルファス
シリコン層、５・・・金属ｔＲ層、６・・・固体電解質
層、７・・・鋼シェブレル化合物層、８・・・集電電極
、９・・・エポキシ樹脂、１０・・・負極リード端子、
１１・・・ガラス基体、１２・・・透明電極、１３・・
・Ｎ型アモルファスシリコン、１４・・・鋼シェブレル
化合物層、１５・・・全屈銅層、１６・・・固体電解質
層、１７・・・集電電極、１８・・・エポキシ樹脂、１
９・・・正極リード端子、２０・・・ガラス基体、２１
・・・半導体用電極、２２・・−Ｎ型ＣｄＳｉ、２３・
・・Ｃｕ２５Ｎ、２４・・・銅シェブレル化合物層、２
５・・・銅シェブレル化合物層、２６・・・集電電極、
２７・・・固体電解質層、２８・・・エポキシ樹脂、２
９・・・正極リード端子、３０・・・ガラス基体、３１
・・・透明電極、３２・・・集電電極、３３・・−Ｐ型
Ｃｕ Ｉｎ５ｅ２Ｆ！、３４・・・Ｃｕ １．６Ｓ層、
３５・・・鋼シェブレル化合物層、３６・・・固体電解
質層、３７・・・エポキシ樹脂、３８・・・負極端子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか１名第１図 （ａ−ン 第２図 第３図 ＯＺ ４ ６ ８ １０
／、？ １４ ／６経を時間（時閉
） 第５図 第４図 ０ こ ４− ６ ８ ｔＯｔＺ ／４ ／６好嘗ｉ
吟関（時間う Ｄ ２ ４ ６８ ｔＯｔｌ ｔ４
／６経伍時ｍ、４ （時間） 第 ６ 図 、正本唸り−ド１ｉ％モト 第７図 ０１４ 乙 ８ １０
／２ １４ ／６峰逆吟間（時
間） 第８図
Claims (8)
- （１）半導体電極、第１の電池活物質電極、固体電解質
、第二の電池活物質電極を順次積層し、前記半導体電極
と前記第二の電池活物質電極とを電気的に接続し、前記
半導体電極に光を照射することにより前記半導体電極と
前記第１の電池活物質電極との接合面に光起電圧を発生
させ、これにより前記第１の電池活物質電極、固体電解
質、第２の電池活物質電極により構成された二次電池部
分を充電することを特徴とする光発電二次電池。 - （２）半導体電極と第１の電池活物質電極の間に電気絶
縁物質層を形成したことを特徴とする請求項１記載の光
発電二次電池。 - （３）半導体電極はＰ−ＮまたはＰ−Ｉ−Ｎ接合型であ
り、前記半導体電極のＮ型面と第１の電池活物質電極と
を接合させ、かつ前記第１の電池活物質電極は電子イオ
ン混合導電体あるいは前記半導体電極のＮ面より小さい
仕事関数を有する金属よりなることを特徴とする請求項
１記載の光発電二次電池。 - （４）半導体電極はＮ−ＰまたはＮ−Ｉ−Ｐ接合型であ
り、前記半導体電極のＰ型面と第１の電池活物質電極と
を接合させ、かつ前記第１の電池活物質電極は電子イオ
ン混合導電体あるいは前記半導体電極のＰ面より大きい
仕事関数を有する金属よりなることを特徴とする請求項
１記載の光発電二次電池。 - （５）半導体電極はＰ型またはＰ−Ｉ接合型であり、第
１の電池活物質電極はＮ型半導体特性を有する電子イオ
ン混合導電体あるいは前記半導体電極材料より小さい仕
事関数を有する金属よりなることを特徴とする請求項１
または２記載の光発電二次電池。 - （６）半導体電極はＮ型またはＮ−Ｉ接合型であり、第
１の電池活物質電極はＰ型半導体特性を有する電子イオ
ン混合導電体あるいは前記半導体電極材料より大きい仕
事関数を有する金属よりなることを特徴とする請求項１
または２記載の光発電二次電池。 - （７）固体電解質は銅イオン導電性固体電解質であり、
第１の電池活物質電極または第二の電池活物質電極が銅
シェブレル化合物を主体としてなることを特徴とする請
求項１、２、３または４記載の光発電二次電池。 - （８）固体電解質は銀イオン導電性固体電解質であり、
第１の電池活物質電極または第二の電池活物質電極が銀
シェブレル化合物を主体としてなることを特徴とする請
求項１、２、３または４記載の光発電二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076706A JP2615465B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 光発電二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076706A JP2615465B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 光発電二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248482A true JPH01248482A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2615465B2 JP2615465B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=13612965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63076706A Expired - Lifetime JP2615465B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 光発電二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615465B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004288985A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Japan Science & Technology Agency | 太陽電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271758A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 全固体光二次電池 |
| JPS647480A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Secondary photocell |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63076706A patent/JP2615465B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271758A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 全固体光二次電池 |
| JPS647480A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Secondary photocell |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004288985A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Japan Science & Technology Agency | 太陽電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2615465B2 (ja) | 1997-05-28 |
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