JPH03165579A - 光起電力装置およびそれを用いた発光パネル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔イ）産業上の利用分野 本発明は光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する
太陽電池等の光起電力装置およびそれを用いた発光パネ
ルに関する。

（ロ）従来の技術 第１９図は米国特許筒４．２８１．２０８号に開示され
ていると共に、既に実用化されている太陽電池の基本構
造を示し、　　（ｌｌａｌはガラス、耐熱プラスチック
等の絶縁性且つ透光性を有する基板。

（１２ａ　）　　（１２ｂ　）　　（１２ｃ　）−は基
板（１ｌａｌ上に一定間陣で被着された透明電極膜、（
１３ａ）（１３ｂ　）　　（１３ｃ　）・・・は各透明
電極膜上に重畳被着された非晶質シリコン等の非晶質半
導体膜、（１４ａ　）　　（１４ｂ　）　　（１４ｃ　
）　−は各非晶質半導体膜上に重畳被着され、かつ各右
隣りの透明電極膜（１２ｂ　）　　（１２ｃ　）・・・
に部分的に重畳せる裏面電極膜で、断る透明電極膜（１
２ａ　）　　（１２ｂ　）（１２ｃ　）−乃至裏面電極
膜（１４ａ　）　　（１４ｂ　）（１４ｃ）・・・の各
積層体により光電変換素子（１５ａ　）　　（１５ｂ　
）　　（１５ｃ　）　−が構成されている。

各非晶質半導体膜（１３ａ　）　　（１３ｂ　）　　（
１３ｃ　）　・・・は、その内部に例えば膜面に平行な
ｐｉｎ接合を含み、従って透光性基板（ｌｌａ）及び透
明電極膜（１２ａ　）　　（１２ｂ　）　　（１２ｃ　
）　−を順次介して光入射があると、光起電力を発生す
る光活性層として動作する。各非晶質半導体膜（１３ａ
　）　　（１３ｂ　）（１３ｃ）・・・内で発生した光
起電力は隣接間隔部（ａｂ）　　（ｂｃ）に於ける透明
電極膜（１２ｂ）（１２ｃ　）−と裏面電極膜（１４ａ
　）　　（１４ｂ　）（１４ｃ）・・・どの接続により
直列的に相加される。

ところで、従来の非晶質太陽電池は、正方形又は長方形
の矩形形状に形成される。

しかしながら、矩形形状の太陽電池の場合、中央部に比
べ四隅の部分は、反応ガスの流れの乱れや、滞りなどの
要因により、膜特性が悪くなるという難点がある。

また、最近、太陽電池にて発電された電力で点灯する庭
園灯や発光パネルが提案開発されている。

上述の庭園灯として、デザイン上の要望などから、円形
状に形成された上面部に太陽電池を取着する装置がある
。しかしながら、円形状の上面部に矩形の太陽電池を取
着しているのが実状であり、受光面積の有効利用が図れ
ないばかりかデザイン的にもあまり好ましくはない。

一方、太陽電池で発電された電力で発光する発光ダイオ
ードなどの発光素子を組込んだ発光パネルを、例えば、
星座の形に配置してデイスプレィする試みがある。斯か
るデイスプレィに適した発光パネルが特願平　１２０８
１４８号に提案されているにの発光パネルは第２０図に
示すように、太陽電池（２３）の中央部に非発電領域の
透光部（２６）を設け、この透光部から光を放射するよ
うに構成されている。

ところで、この発光パネルは、複数の光電変換領域を直
列に接続した太陽電池が用いられる。

太陽電池の光電流は１周知の如く各光電変換領域で発生
する光電流の中で最も小さいものに規制される。従って
、上述の発光パネルにおいては、非発電領域の透光部（
２６）が形成された一番小さな光電領域にの光電流に規
制されてしまい、太陽電池の受光面積の有効な利用が図
れない。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上述したように、従来の矩形型太陽電池の構成において
は、中央部に比べ四隅の非晶質半導体膜の膜質が悪くな
り、変換効率が低下するという難点がある。

更に、庭園灯などの電源として太陽電池を用いる場合に
１円形の上面部に太陽電池を取着すると、太陽電池は矩
形のため、太陽電池をすきまなく取着することはできず
、受光面積の有効利用を図ることができない。

また、前述の発光パネルのように、非発電部を設けた場
合、前述したように、非発電部を形成した一番小さな光
電領域の光電流に規制され、太陽電池の受光面積の有効
な利用が図れないという問題があった。

本発明は上述した問題点に鑑みなされたものにして、膜
特性の均一性を図り変換効率を向上せしめ且つ受光領域
の有効利用を図る光起電力装置を提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の光起電力装置は透光性の円形絶縁基板上に、透
明電極膜、光活性層を含む非晶質半導体層及び裏面電極
を順次積層して形成された光電変換領域を複数配設して
なる光起電力装置であって、 前記各光電変換領域の受光面積は等面積に形成されてい
ると共に隣接する光電変換領域の透明電極膜と裏面電極
とを重畳して接続したことを特徴とする。

また、前記光電変換領域は、円形絶縁基板上の中心から
放射状に分割形成しても良い。

また、前記光電変換領域は、円形絶縁基板上の中心から
同心状に分割形成しても良い。

また、前記光電変換領域は、円形絶縁基板上に、互いに
平行に形成された分離溝にて１分割形成しても良い。

更に１本発明の光起電力装置は、前記透明電極膜と半導
体層との間に、上記導電層より良導電体からなり、その
概ね全域に亘って光伝搬路を残して延在する集電極を配
挿することを特徴とする。

また、本発明の光起電力装置を用いた発光パネルは、密
閉型のケースと、このケースの気密状態に嵌込まれた透
光性の蓋体と、から成り、この蓋体の内面に取り付けら
れた複数の同一受光面積の光電変換領域が円形基板上に
形成された薄膜構成の光起電力装置と、この光起電力装
置にて発電された電力を貯える蓄電池と、前記光起電力
装置の一部、または全面と前記透光性の蓋体とを介して
ケース外に光を放射する発光部と、前記光起電力装置に
よる発！電力が所定の値より低下した時点から前記発光
部への給電を開始する制御回路と、を前記ケース内に収
納せしめたことを特徴とする。

（ホ）作用 本発明の光起電力装置は、同一受光面積の光電変換領域
が円形絶縁基板上に形成されているため、角部が存在し
ないので非晶質半導体層の形成時において、反応ガスが
滞りなく均一に流れ、均一な非晶質半導体膜が形成され
る。従って、光起電力装置の変換効率が効上する。

また、同一受光面積の複数の光電変換領域が形成されて
いるため、互いに発生する光電流は等しく、無駄なく電
力を取り出すことができる。

更に、光起電力装置が円形に構成されているため、庭園
灯の円形状の上面部などに取着する際、取着部全面に配
設が可能となり、上面部の面積部を有効に利用できる。

また、集電極を設けることで、抵抗損失が減少し、集電
能力が向上する。

（へ）実施例 第１図乃至第４図を参照して本発明の第１の実施例につ
き説明する。

第１図は本発明を太陽電池に適用した第１の実施例を示
す平面図である。第２図は第１図のＡ−Ａ　’線断面図
、第３図は第１図のＢ−Ｂ　’線断面図、第４図は第１
図のＤ−Ｄ　’線断面図である。

図に示すように、（１）は透明なガラス等の絶縁材料か
らなる円形基板、（１ａ）〜（ｌｆ）はこの基板（１）
上に透明電極膜（２）、光活性層を含む非晶質半導体（
６）及びアルミニウムなどからなる裏面電極（７）を順
次積層して形成された光電変換領域であり、各光電変換
領域（ｌａ）〜（ｉｆ）は同一の受光面積を有して形成
されてぃる。本実施例においては、円形絶縁基板（１）
の中心から放射状に分割され、６個の扇形の光電変換領
域（１ａ）〜（１ｆ）が形成されている。

この各光電変換領域（１ａ）〜（Ｉｆ）は相隣り合う領
域の裏面電極（７）・・・と透明電極Ｄｉ（２）・・・
とが結合領域（３）で導電部材（９）を介して電気的に
直列接続される。

尚、（工０）は絶縁部材である。

第１図の中央に位置する（１１）　　（１２）は光電変
換領域（ｌａ）〜（Ｉｆ）の直列変換出力を出力する端
子であり、　　（１１）は正電極、　　（１２）は負電
極である。

（４）は透明電極膜（２）と非晶質半導体層（６）との
間に配挿された集電極である。

この集電極（４）は、透明電極膜（２）の抵抗成分によ
る電力損失を減少せしめるために、該電極膜（２）より
良導電体から成り、透明電極膜（２）と半導体層（６）
との間に配挿し、移動するキャリアを効果的に集電せし
めるものである。

即ち、透明電極膜（２）は光の透過率は良いが抵抗が高
いためにキャリア損失が大きい０例えば、通常透明電極
膜（２）として使用される酸化錫（５ｎＯ７）・酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）にあってはそのシート抵抗は約３
０〜５０Ω／口であり、アルミニウム・金・銀等の金属
に較べ３桁以上大きい。

従って此種の低抵抗のアルミニウム・金・銀等の金属か
ら集電極（４）を構成することにより透明電極膜（２）
中を移動するキャリアの移動距離を小さくし、該電極１
１！（２）に於ける電力損失を抑圧することが可能とな
る。

尚、上記集電極（４）は受光面側に配置せしめられるた
めに光の伝搬路をあまり遮ることなく配挿せしめられる
ことが肝要であり、該集電極（４）の占有面積割合は、
発電に寄与する有効受光面積の５〜１０％程度が適当で
ある。

この集電極（４）は内周から外周に向かって順次長く形
成され、光電変換領域（ｌａ）〜（１ｆ）の全面に亘っ
て、透明電極膜（２）中を移動するキャリアの移動距離
を小さくシ、効率的に集電極（４）に集電する。

また、本実施例においては、各集電極（４）・・・の間
隔は等しくしているが、外より内側に近づく程、透明電
極（２）の面積は小さくなっているので、その中のキャ
リアの移動距離も外周より内周側の方が小さい、そこで
、キャリアの移動距離を等しくするために、外周に近づ
（程、集電極（４）・・・間の間隔を狭めるように構成
しても良い。

このようにして構成された太陽電池において。

各光電変換領域（ｌａ）〜（ｉｆ）の光活性層で発生し
たキャリアは集電極（４）で集電された光起電力は、第
１図の矢印で示すように発生し、正電極（１１）　、負
電極（１２）より重量された電力が得られる。

次に、第１図に示した太陽電池を製造する方法の例を第
５図乃至第１Ｏ図に従い説明する。

第５区（ａ）は平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）の
ｘ−ｘ　’線断面図である。

まず、第５図（ａ）及び第５図（ｂ）に示すように、透
明なガラス等の絶縁材料からなる円形基板（１）上全面
に、厚さ約２０００人〜５０００人の酸化錫（５ｎｕ２
）−酸化インジウム錫（ＩＴＯ）に代表される透光性導
電酸化物（ＴＣＯ）の単層型或いはそれらの積層型の透
明電極膜が被着された後、隣接間隔部がレーザビームの
照射により除去されて、個別の各透明電極膜（２ａ）　
　（２ｂ）　　（２ｃ）・・・が分離形成される。使用
されるレーザ装置は基板（１）にほとんど吸収されるこ
とのない波長が適当であり、上記ガラスに対しては０．
３５μＩ１１〜２．５μｍの波長のパルス出力型が好ま
しい。

このように基板（１）上に各透明電極膜（２ａ）・・・
が形成された後、第６図に示す工程が行われる。第６図
（ａ）は平面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のＹ−Ｙ
　’線断面図である。

この工程では、先の工程で分割配置された透明電極膜（
２ａ）・・・の一方の端部及び隣接間隔部の近傍に偏っ
た結合領域（３）に集電極（４）の−部を構成する結合
電極（３ａ）　　（３ｂ）　　（３ｃ）・・・が形成さ
れ、また該結合電極（３ａ）　　（３ｂ）　　（３ｃ）
・・・から受光領域（ｐｒ）に延在した集電極（４ａ）
　（４ｂ）（４ｃ）　　（４ｄ）・・・も同時に作成さ
れる。斯る結合電極（３ａ）　　（３ｂ）　　（３ｃ）
−及び集電極（４ａ）（４ｂ）　　（４ｃ）・・・は例
えば銀（Ａｇ）ペーストやその他の金属ペーストをスク
リーン印刷手法により高さ約１０〜２０μＩ１幅約１０
０〜１５０μｍにパターニングされた後、自然乾燥或い
は強制乾燥（予備焼成）させられる。

続いて第７図に示す工程が行われる６第７図は光電変換
領域（ｌａ）〜（ＩＣ）部分を示し、第７図（ａ）は集
電極上で切断した断面図、第７図（ｂ）は集電極以外で
切断した断面図である。

この工程では、絶縁膜（５ａ）　　（５ｂ）　　（５ｃ
）　・・・が上記集電極（４ａ）　　（４ｂ）　　（４
ｃ）・・・の突出面及び側面を覆うと共に、結合領域と
受光領域との間の僅小幅の分離領域に結合電極（３ａ）
　　（３ｂ）（３ｃ）・・・と平行に設けられる。斯る
絶縁膜（５ａ）　　（５ｂ）　　（５ｃ）・・・のパタ
ーンは恰も結合電極（３ａ）　　（３ｂ）　　（３ｃ）
　＝・と集電極（４ａ）　　（４ｂ）（４ｃ）・・・ど
のパターンと近似し、結合電極（３ａ）　　（３ｂ）　
　（３ｃ）・・・のみを露出させるために、僅かに分離
領域にシフトした形状となっている。この絶縁１ｍ　（
５ａ）　　（５ｂ）　　（５ｃ）　＝・とじては後工程
で形成され光活性層として動作する非晶質半導体膜に悪
影響を与えることのない材料、例えば二酸化シリコン（
Ｓｉｎ、）粉末をペースト状にしたＳｉＯ□ペーストや
その他の無機材料が選択され、前工程のＡｇペーストと
同様スクリーン印刷手法により前記所定の箇所に高さ約
１０〜２０ｕｍ、幅約１００〜３００μｍ（集電極部分
は側面も被覆すべく分離領域よりも幅広くなっている）
にパターニングされ、乾燥工程を経て前記結合電極（３
ａｌ　（３ｂ）（３ｃ）−及び集電極（４ａ）　　（４
ｂ）　　（４ｃ）　＝・と共に約５５０℃の温度にて焼
成される。

然る後、第８図に示す工程が行われる。

第８図（ａ）及び第８図（ｂ）の工程では、各透明電極
膜（２ａ）　　（２ｂ）　　（２ｃ）・・・、前記結合
電極（３ｂ）　　（３ｃ）　＝・及び絶縁膜（５ａ）　
　（５ｂ）（５ｃ）・・・の露出表面を含んで基板（１
）表面の複数の領域に跨って光電変換作用を持つ厚さ４
０００人〜７０００人の非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）等
の非晶質半導体膜（６）がモノシラン（ＳｉＨ４）　、
ジシラン（ＳｉＪｇ　）　、四弗化シリコン（ＳｉＦ４
）　、モノフロロシラン（５ｉＨ＝Ｆ　）等のシリコン
化合物ガスを主ガスとし適宜価電子制御用のジボラン（
ＢＡＨ，）　、ホスフィン（ＰＨｓ　）のドーピングガ
スか添加された反応ガス中でのプラズマＣＶＤ法や光Ｃ
ＶＤ法により形成される。斯る半導体膜（６）は上記Ｂ
、Ｈ，やＰＨ３の添加によりその内部に膜・面に平行な
ｐｉｎ接合を含み、従ってより具体的には、上記シリコ
ン化合物ガスにＢ−Ｉｓ、更にはメタン（ＣＨ，）　、
エタン（ＣＪｓ）等の水素化炭素ガスの添加によりプラ
ズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法によりｐ型の非晶質シリコン
カーバイド（ａ−ＳｉＣ）が被着され、次いでｉ型（ノ
ンドープ）のａ−Ｓｉ及びｎ型のａ−５ｉ或いは微結晶
シリコン（μｃ−５ｉｌが順次積層被着される。

尚、半導体光活性層として動作する半導体は上記ａ−５
ｉ系の半導体に限らず硫化カドミウム（ＣｄＳ　）　、
テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）　、セレン（Ｓｅ）等
の膜状半導体であっても良いが、工業的には上記ａ−５
ｉ、　ａ−５ｉＣ、更には非晶質シリコンゲル？　ニウ
ム（ａ−５ｉＧｅ）　、　非晶質シリコン錫（ａ−５ｉ
Ｓｎ）等に代表されるａ−３ｉ系半導体が好ましい。

その後、第９図に示す工程が行われる。

第９図（ａ）及び第９図（ｂ）の工程では、半導体１！
（６）上全面に１０００人〜２μｍ程度の厚さのアルミ
ニウム単層構造、或いはアルミニウムにチタン（Ｔｉ）
又はチタン銀合金（ＴｉＡｇ）を積層した二層構造、更
には斯る二層構造を二重に積み重ねた裏面電極膜（７）
が被着される。

最後に第１０図に示す工程が行われる。

第１０図（ａ）乃至第１０図（ｃ）の工程では、各結合
領域及び分離領域に於ける結合電極（３ｂ）　　（３ｃ
）及び絶縁ＤＩ　（５ｂ）　　（５ｃ）の表面上に位置
する非晶質半導体膜（６）及び裏面電極膜（７）の積層
体部分にその露出方向がら第１・第２のレーザビーム（
ＬＢ、）（ＬＢ、）が照射される。結合電極（３ｂ）　
　（３ｃ）上の積層体部分に照射される第１のレーザビ
ーム（ＬＢ、）は、斯る積層体部分を溶融するに足りる
エネルギ強度を備えることによって、前記積層体を溶融
し、その溶融により発生した溶融物、即ち導電性を有す
るシリサイド合金は周囲の非晶質半導体膜（６）を貫通
した形でその直下に位置する結合電極（３ｂ）（３ｃ）
と結合し、電気的に接続される。この結合電極（３ｂ）
　　（３ｃ）はＡｇペーストやその他の金属ペーストを
焼結せしめた金属であるために、下層の透明電極膜（２
ｂ）　　（２ｃ）よりも金属を含む溶融物との接着性が
強く、また厚み（高さ）も十分に大きい（高い）ので第
１のレーザビーム（ＬＢＩ）によるダメージを被ること
もない。

一方、絶縁膜（５ｂ）　　（５ｃ）上の積層体部分に照
射される第２のレーザビーム（ＬＢａ）は、斯る積層体
部分を除去するに足りる十分なエネルギ強度を備えてい
る。即ち、第２のレーザビーム（ＬＢａ）が照射される
積層体部分は複数の光電変換素子（８ａ）　　（８ｂ）
　　（８ｃ）に跨って一様に連なった非晶質半導体膜（
６）及び裏面電極膜（７）の積層体を前記各素子（８ａ
）　　（８ｂ）　　（８ｃ）毎に分割せんがために除去
される箇所であり、多少大きなエネルギ強度を持ったと
しても前記積層体部分の直下には厚み（高さ）が十分な
絶縁膜（５ｂ）　　（５ｃ）が存在する結果、斯る絶縁
膜（５ｂ）（５Ｃ）の表面を僅かに除去するだけであり
、下層への第２レーザビーム（ＬＢ２）の到達は阻止さ
れる。この第２のレーザビーム（ＬＢ、）の照射によっ
て、前記積層体を電気的に且つ物理的に分離する分離溝
が形成される。

断るエネルギ密度の異なる第１・第２のレーザビーム（
ＬＢ、）（ＬＢｉ）を同一のレーザ装置を用いた作成方
法としては、レーザビーム（ＬＢ、）（ＬＢＩ　）のス
ポット径を調整するフォーカス位置の変化やアッテネー
タにより簡単に行なうことができると共に、レーザ装置
が十分な出力を備えるならば１本のレーザビームを２本
のレーザビーム（ＬＢ、）（ＬＢ、）に分割するビーム
スプリッタを、用いることもでき、この場合、レーザビ
ームの走査回数を坏と減縮することができる。

この様にして、裏面電極膜（７ａ）　　（７ｂ）と透明
１ｉｔ極ＩＩＮ（２ｂ）　　（２ｃ）との電気的接続工
程と実質的に同様の工程により、非晶質半導体膜（６）
と裏面電極膜（７）との不用な部分が除去される。そし
て各領域毎に分離する分離溝が形成されて個別の各裏面
電極膜（７ａ）　　（７ｂ）　　（７ｃ）及び半導体膜
（６ａ）　　（６ｂ）　　（６ｃ）が分割配置される。

その結果、相隣り合う光電変換素子（８ａ）　　（８ｂ
）　　（８ｃ）の裏面電極ｔｌ！　（７ａ）　　（７ｂ
）と透明電極膜（２ｂ）（２Ｃ）は前記分離溝（９）・
・・より裏面電極膜（７ａ）　　（７ｂ）　　（７ｃ）
・・・の隣接間隔部・・・に近い結合領域において結合
電極（３ｂ）　　（３ｃ）を介して電気的に接続される
。

次に第１１図を参照して、本発明の第２の実施例につき
説明する。第１１図は本発明の第２の実施例を示す平面
図である。

第１１図に示すように、この実施例においては１円形基
板（１）上に、同心円状に６個の光電変換領ｖＸ（ｌａ
）〜（ｉｆ）が形成される。そして、各光電変換領域（
ｌａｌ・・・は、受光面積が等しくなるように外周に向
かって、幅が狭くなるドーナツ状に形成される。この光
電変換装置は、最外周部に負電極（１２）　、中心部に
正電極（１１）が設けられており、光起電力は図中矢印
に示すように、外周部から内周に向かって発生する。

また、各光電変換領域（ｌａ）〜（ｉｆ）間の接続は、
図中Ａ−Ａ　’で示す前述の実施例と同じく第２図の断
面構造にて、各結合領域で電電的に直列接続される。

次に、第１２図に基づいて、本発明の第３の実施例につ
き説明する。第１２図は本発明の第３の実施例を示す平
面図である。

第１２図に示すように、円形基板（１）上に。

中心から同心円状に分割されたドーナツ状の３つの光電
変換領域（ｌａ）〜（ｌｉ）が形成される。そして、外
周部の２層の光電変換領域（ｌｄ）〜（１１）は−層に
夫々３個の光電変換領域（ｌｄ）〜（］ｆ）、（１ｇ）
〜（１１）が形成される１合計９個の光電変換領域（ｌ
ａ）〜（ｌｉ）が形成されている、各光電変換領域（ｌ
ａ）〜（１１）の受光面積は全て等しく形成されている
０本実施例において、負電極は中心部に、正電極は最外
周に位置する光電変換領域（ｌｉ）の一部に形成されて
いる。電気的接続は、光電変換領域（ｌａ）〜（ｌｃ）
は、前述の第２図に示すように、隣接する透明電極膜（
２）と裏面電極（７）とが重畳して形成される０次いで
、光電変換領域（ｌｃ）は、光電変換領域（１ｄ）と隣
接する領域にのみ透明電極膜（２）と裏面電極（７）と
が第２図に示すように接続され、他の光電変換領域（ｌ
ｅ）　　（Ｉｆ）と隣接する領域とは第１３図のｃ−ｃ
’断面図に示すように、互いに電気的に絶縁状態に形成
される。

そして、光電変換領域（ｌｄ）は光電変換領域（ｌｅ）
、光電変換領域（ｌｅ）は光電変換領域（１ｆ）と電気
的に接続される。また光電変換領域（１ｆ）は光電変換
領域（Ｉｇ）と、光電変換領域（Ｉｇ）は光電変換領域
（ｌｈ）、光電変換領域（１ｈ）は光電変換領域（１１
）に接続され、光電変換領域（ｌｉ）内に形成された正
電極（１１）に接続される。

而して、光起電力は図中矢印に示すように、内側から３
層までは内から外へ発生する。そして。

３層の光電変換領域（ｌｃ）から４層目の光電変換領域
（ｌｄ）に流発生し、４層目を図中時計方向に発生する
。５層目の光電変換領域（Ｉｇ）に発生してから時計方
向に流発生して正電極（１１）へ達する。

ところで、前述した第１図、第１１図、及び第１２図の
実施例においては、円形基板（１）の中心部は、電極が
形成されているので、この箇所には非晶質シリコン層は
形成されていない。そこで、この中心部に透光部を形成
し、受光面とは反対面の内部に発光素子等を配設し、こ
の透光部を介して光を放射するように構成しても良い。

このように構成すると、透光部を新たに設けるのに比し
、受光面積の有効利用が図れる。

続いて、第１４図に従い本発明の第４の実施例について
説明する。第１４図に示すように、本実施例においては
、円形基板（１）上に、平行に分離領域が形成され、複
数、本実施例では６個の光電変換領域（１ａ）〜（１ｆ
）が分割配置されている。そして両側に位置する光電変
換領域（１ｆ）（１ａ）に正電極（１１）　、及び負電
極（１２）が設けられている。また、この両光電変換領
域（１ａ）（Ｉｆ）には集電極（４）が夫々配挿されて
いる。

これらの光電変換領域（ｌａ）〜（ｉｆ）は結合領域（
３）で第２図に示すように電気的接続がなされ、光電変
換領域（１ａ）から（１ｆ）は直列に接続され、図中矢
印に示すように、光起電力が発生する。

尚、上述の第２から第４の実施例も第１の実施例と同様
の方法により製造することができる。

第１５図乃至第１８図は、前述した本発明の太陽電池を
用いた発光パネルを示す、これらの図に従い、本発明の
発光パネルにつき説明する。

第１５図は本発明発光パネルの構成図であって、（２０
）は耐久性が高（且つ密閉性を示すステンレスなどから
構成されたケースで、その開口部は強化ガラスなどの透
光性材料からなる蓋体（２１）にてシール材（２２）を
介して気密状態に封止されている。　　（２３）はこの
透光性蓋体（２１）の内面に設けられたアモルファスシ
リコンからなる薄膜状の太陽電池で、そして、第１６図
にその正面図を示すように円形基板の全面に受光面（２
５）があり、その中央部に例えば円形にアモルファスシ
リコンの薄膜を除去して構成した透光部（２６）が設け
られている。この円形部分は、前述した第１図、第１１
図及び第１２図に示す太陽電池の場合には、この部分に
正電極、負電極を形成すれば良い。（２７）は該太陽電
池（２３）の内面で透光部（２６）に該当する個所に透
明着色板（２８）を介しで設けられた発光部で、ＬＥＤ
（２９）・・・と、反射鏡（３０）とから構成されてい
る。　　（３１）は上記太陽電池（２３）にて発電され
た電力を貯える蓄電池、　　（３２）はこの蓄電池（３
１）からの電力を発光部（２７）のＬＥＤ（２９）・・
・に供給する制御回路である。第１７図は第１５図に示
した発光パネルの電気回路図で、太陽電池（２３）から
の電力は逆流防止ダイオード（３３）を介して制御回路
（３２）に供給され、太陽電池（２３）に光が照射され
て発電している状態においてはその発電電力は蓄電池（
３１）に供給されて蓄電される。また太陽電池（２３）
への照射光強度が弱くなって、その発電電圧が蓄電池（
３１）の端子電圧より低（なった時には蓄電池（３１）
に対する充電を中止し、更に照射光強度が低下してパネ
ル周囲が夕刻、或いは夜になったことが太陽電池（２３
）の発電電圧から判明した時点で蓄電池（３１）に貯え
られた電力は発光部（２７）のＬＥＤ（２９）・・・に
供給され、該ＬＥＤ（２９）・・・を点灯せしめ、太陽
電池（２３）の受光面（２５）に設けた透光部（２６）
を介してパネル外部に放射される。尚、この時のＬＥＤ
（２９）・・・の点灯状態は、連続点灯でもよいが、消
費電力節減のために、制御回路（３２）の働きによって
ＩＨｚ程度の周期で点滅させるのが好ましい。

次に、上記した実施例を具体的数値を挙げてより詳しく
説明する。アモルファスシリコンからなる太陽電池（２
３）は直径が約５インチの円形からなり、複数、本実施
例で６個の扇形の光電変換領域（ｌａ）〜（Ｉｆ）を備
え、その中央部に設けた星型の透光部（２６）の直径は
約２インチである。そして、透光部（２６）を除いた実
質各光電変換領域（ｌａ）〜（Ｉｆ）の受光面積は等し
く、その発電電力は０，７〜１．０胃である。前述した
ように、太陽電池の光起電力は、各光電変換領域（ｌａ
）・・・の最も小さいものに一致するが、本発明では全
て受光面積が等しいので１発生する光電流もほぼ等しい
。

発光部（２７）のＬＥＤ（２９）・・・としては１発光
輝度が３０００ｍｃｄ程度の超高輝度赤色ＬＥＤが好ま
しく、その消費電流は２０ｍＡで、斯るＬＥＤが５個組
み合わされて発光部（２７）が構成されている。

勿論、超高輝度赤色ＬＥＤに限らず、オレンジ色や黄色
、或いは緑色のＬＥＤも用い得るが、青色ＬＥＤは現在
のところ、輝度が余り高くなく不適である。蓄電池（３
１）はメンテナンスフリーの密閉型ニッケルカドミウム
電池が用いられ、その定格電圧は８．４ｖ、定格容量は
６００ｍＡｈである。そして制御回路（３２）は上記し
たように太陽電池（２３）から供給される電圧から日没
を検出してＬＥＤ（２９）・・・への給電を開始し、給
電開始後、１０時間経過するとその給電を終了するよう
構成されている。

そして、第１８図に示すように例えば才りオン座の形状
に７枚の発光パネル（３５）・・・を公園の広場（３６
）などに配置すれば１日中の太陽光発電された電力によ
って夜間に星座の形状に発光せしめることができる。星
の形状に発光させる場合には円形状の透光部（２６）の
上に星形のマスクを施しても良い。またこの発光パネル
（３５）・・・は広場（３６）などの平坦地でなくても
、野外の壁面や起伏のある斜面にも配置でき、任意のパ
ターンのデイスプレィを表現することができる。

また複数の発光パネル（３５）・・・の点灯周期を一定
にせずにまちまちの周期で点灯せしめる構成を採ればデ
イスプレィ効果を高めることも可能である。

更に、発光部（２７）に用いられているＬＥＤ（２９）
・・・に換えてＥＬを用いてもよい。この場合、ＥＬに
電力を供給するためのインバータをもケース内に収納す
る必要があるが、ＥＬには多くの色合のものがあること
から、ＬＥＤ（２９）・・・の場合よりも、より多くの
任意の色のデイスプレィを作成することができ、デイス
プレィ効果をより一層向上させることができる。

また、本発明の円形太陽電池を庭園灯等の電源として用
いる場合、庭園灯の傘部分は通常円形であるので、この
傘部分全面を太陽電池の受光面として用いることができ
るため、受光面積を大きくすると共に、デザイン的にも
優れたものが提供できる。また前述した発光パネルを庭
園灯に用いることもできる。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明の光起電力装置は、同一受光
面積の光電変換領域が円形絶縁基板上に形成されている
ため、角部が存在しないので非晶質半導体層の形成時に
おいて、反応ガスが滞りなく均一に流れ、均一な性能の
膜が形成され。

光電変換装置の変換効率が効上する。

同一受光面積の複数の光電変換領域が形成されているた
め、互いに発生する光電流は等しく、無駄なく電力を取
り出すことができる。

更に、光起電力装置が円形に構成されているため、庭園
灯などの円形状の上面部に取着する際。

上面部の全面に配設が可能となり上面部の面積を有効に
利用できる。

また、集電極を設けることで、抵抗損失が減少し、集電
能力が向上する。

更に、本発明の発光パネルは、太陽電池と、蓄電池と、
発光部とを単一のケース内に収納してパネル化している
ので、所望の形状、所望の大きさのデイスプレィが任意
の場所に設置でき、デイスプレィに普遍性を持たせるこ
とができると共に。

発光パネル単独で発電、蓄電、発光を行なっているので
、給電のための配線が不要で、配線による電力ロスも殆
どない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係る光起電力装置の第１の
実施例を示し、第１図は平面図、第２図はＡ−Ａ’線断
面図、第３図はＢ−Ｂ’線断面図、第４図はＤ−Ｄ　’
線断面図である。 第５図乃至第１０図は本発明に係る光起電力装置の製造
方法の一例を示し、第５図（ａ）は平面図、第５図（ｂ
）は同図（ａ）のｘ−ｘ　’線断面図、第６図（ａ）は
平面図、第６図（ｂ）は同図（ａ）のＹ−Ｙ　’線断面
図、第７図は光電変換領域（ｌａ）　〜（ｌｃ）部分を
示し、第７図（ａ）は集電極上で切断した断面図、第７
図（ｂ）は集電極以外の部分で切断した断面図、第８図
（ａ）、第９図（ａ）及び第１Ｏ図（ａ）は第７図（ａ
）に相当する部分の断面図、第８図（ｂ）、第９図（ｂ
）及び第１０図（ｂ）は第７図（ｂ）に相当する部分の
断面図、第１０図（Ｃ）は同図（ｂ）の要部拡大断面図
である。 第１１図は本発明に係る光起電力装置の第２の実施例を
示す平面図、第１２図は本発明に係る光起電力装置の第
３の実施例を示す平面図、第１３図は第１２図のｃ−ｃ
　’線断面図、第１４図は本発明に係る光起電力装置の
第４の実施例を示す平面図である。 第１５図乃至第１８図は本発明の光起電力装置を用いた
発光パネルを示し、第１５図は発光パネルを示す内部構
成図、第１６図は太陽電池の平面図、第１７図は発光パ
ネルの回路図、第１８図は本発明の発光パネルを用いた
デイスプレィの斜視図である。 第１９図は従来の光起電力装置を示す断面図、第２０図
は従来の発光パネルを示す平面図である。 メ） 図 １：円形絶縁基板 １ａ頑↑：光電変換領域 ３：結合領域 ４二集電極 第 ２ 図 ！Ａ３ １３図 第 第５ ｒ′４（ａ） ５ ４ （ｂ） 第６ 図（ａ） 第６ 閃 （ｂ） 第７ 喫 （ａ） 第７ 図 （ｂ） 第 図 （ｂン 第 図 （ａ） （ｂ） 第１０図 （ｂ） （Ｃ） 第 １ 図 第１２図 １ｉ 第１４ 図 第１５ 図 第１７図 第１６ 図 第１８図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性の円形絶縁基板上に、透明電極膜、光活性
   層を含む非晶質半導体層及び裏面電極を順次積層して形
   成された光電変換領域を複数配設してなる光起電力装置
   であって、前記各光電変換領域の受光面積は等面積に形
   成されていると共に隣接する光電変換領域の透明電極膜
   と裏面電極とを重畳して接続してなる光起電力装置。
2. （２）前記光電変換領域は、円形絶縁基板上の中心から
   放射状に分割形成されていることを特徴とする第１の請
   求項に記載の光起電力装置。
3. （３）前記光電変換領域は、円形絶縁基板上の中心から
   同心状に分割形成されていることを特徴とする第１の請
   求項に記載の光起電力装置。
4. （４）前記光電変換領域は、円形絶縁基板上に、互いに
   平行に形成された分離溝にて、分割形成されていること
   を特徴とする第１の請求項に記載の光起電力装置。
5. （５）前記透明電極膜と半導体層との間に、上記導電層
   より良導電体からなり、その概ね全域に亘って光伝搬路
   を残して延在する集電極を配挿してなる第２の請求項に
   記載の光起電力装置。
6. （６）前記集電極は内周から外周に向かって、順次長く
   形成した複数の枝電極部を備えてなる第５の請求項に記
   載の光起電力装置。
7. （７）前記枝電極部間の間隔を外周から内周に向かって
   順次拡げて形成したことを特徴とする第６の請求項に記
   載の光起電力装置。
8. （８）前記基板の中心部に光が透過する任意形状の透光
   部が設けられていることを特徴とする第１ないし第３項
   のいずれかに記載の光起電力装置。
9. （９）密閉型のケースと、このケースに気密状態に嵌込
   まれた透光性の蓋体と、から成り、 この蓋体の内面に取り付けられると共に、複数の同一受
   光面積の光電変換領域が円形基板上に形成された薄膜構
   成の光起電力装置と、 この光起電力装置にて発電された電力を貯える蓄電池と
   、 前記光起電力装置の一部、または全面と前記透光性の蓋
   体とを介してケース外に光を放射する発光部と、 前記光起電力装置による発電電力が所定の値より低下し
   た時点から前記発光部への給電を開始する制御回路と、
   を前記ケース内に収納せしめた発光パネル。
10. （１０）前記光起電力装置の中央部に任意形状の透光部
    が設けられており、この透光部を介して前記発光素子か
    らの光が放射されることを特徴とする第９の請求項に記
    載の発光パネル。