JPH0593057U - 色つき太陽電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の利用効率を低下させることなく太陽電池
をカラフルに見せる。 【構成】 太陽電池１の前面に、コレステリックポリマ
−シ−トによって形成してあり、かつ太陽電池の発電に
寄与する波長域の光を含む可視光のうちの特定波長の光
を四方に散乱し、散乱光の一部を観察者に到達させかつ
散乱光の他の一部と特定波長以外の光とを透過する波長
選択散乱層２を設けている。波長選択散乱層２により散
乱された散乱光の一部は波長選択散乱層２の上方ならど
の位置からでも見ることができ、太陽電池１がカラフル
に見える。また波長選択散乱層２により透過された光は
太陽電池の発電に寄与する波長域の光を多く含んでいる
から、光全体のうちで発電に寄与する光の占める割合が
大きくなり、太陽電池の発電効率は高いものとなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、色つき太陽電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、太陽電池は電卓を初めとして各種電気機器に実用化されてきており、材 料としてはアモルファスシリコンや単結晶シリコンが用いられている。

【０００３】 従来の太陽電池は、それ自身が黒色またはそれに近い色となっているので、見 た目が美しいとはいえず、外装部品としては使いづらく、デザイン上の制約があ った。また、屋外でソ−ラ−システムなどに応用する場合にも、周囲の雰囲気を 暗くしてしまい、環境上好ましくない場合もあった。

【０００４】 上記の問題点を解決するために、太陽電池に色をつけることが例えば特開昭５ ８−２１８１７９号公報「薄膜太陽電池」で提案されている。これは、太陽電池 の受光面を被覆する透光性樹脂中に染料等の着色剤を混入することにより太陽電 池をカラフルに見せようとするものであった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来の技術は、実際のところは以下のような問題点が存在するも のであった。

【０００６】 すなわち、透光性樹脂中に染料等の着色剤を混入したものとは、一般のカラー フィルター、つまり波長選択吸収部材に他ならない。透光性樹脂が例えば赤色に 着色されているとすると、この着色された透光性樹脂により外光のうち赤色光以 外の光は吸収され、赤色光の大部分はこの着色された透光性樹脂を透過する。着 色された透光性樹脂を透過した赤色光は太陽電池の表面に到達するものの、太陽 電池自身が黒っぽい色をしているためにほとんど吸収されてしまう。このため、 観察者には反射光がほとんど到達しないために観察者には太陽電池が黒っぽく認 識されてしまうだけとなる。

【０００７】 また、赤色染料により着色された透光性樹脂を透過するのは赤色光のみであり 、これが太陽電池の発電に寄与することになるが、光全体のうちで発電に寄与す る光の占める割合が小さく、したがって光の利用効率は大変悪いものとなる。

【０００８】 上記従来の技術において太陽電池をカラフルに見せるためには、実際には、透 光性樹脂中に赤色染料等の着色剤とともに白色顔料等の光散乱材料を混入する必 要がある。そうすれば、赤色光以外の光は着色剤に吸収され、赤色光は白色顔料 により反射されて色が見えるようになる。しかし、その結果として、太陽電池に 到達する光が減少するので光の利用効率はさらに低下することになる。

【０００９】 そこでこの考案の目的は、上記のような従来の技術における問題点を解決する こと、つまり光の利用効率を低下させることなく太陽電池をカラフルに見せるこ とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案による色つき太陽電池は、太陽電池の前面 に、コレステリックポリマ−シ−トにより形成してあり、かつ太陽電池の発電に 寄与する波長域の光を含む可視光のうちの特定波長の光を散乱し、散乱光の一部 を観察者に到達させかつ散乱光の他の一部と特定波長以外の光とを透過する波長 選択散乱層を設けている。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、波長選択散乱層は、可視光の特定波長の光を四方八方に散乱 する。波長選択散乱層により散乱された散乱光の一部は観察者の位置に関係なく 観察者の目に届いて観察者には太陽電池がカラフルに見える。 一方、波長選択散乱層は散乱光の他の一部と特定波長以外の光とを透過する。 これらの透過された光は太陽電池の発電に寄与する波長域の光を多く含んでいる から、光全体のうちで発電に寄与する光の占める割合が大きくなり、太陽電池の 発電効率は高いものとなる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例について説明する。 図１において、太陽電池１の前面には波長選択散乱層２が配置されている。太 陽電池１としては、現在実用化されているものにアモルファスシリコンまたは単 結晶シリコンがあるが、これらを用いた場合における太陽電池の発電に寄与する 波長は図２の通りである。 波長選択散乱層２としては、コレステリック液晶、カイラルネマティック液晶 、もしくはこれらの混合液晶、あるいはこれらの液晶をマイクロカプセル化した もの、さらにはコレステリックポリマ−シ−トなどが用いられ、とくにコレステ リックポリマ−シ−トにより形成しやすい。 波長選択散乱層２は、太陽電池１の発電に寄与する波長域の光を含む可視光 のうちの特定波長の光を散乱し、当該散乱光の一部を観察者に到達させかつ当該 散乱光の他の一部と当該特定波長以外の光とを透過するものである。

【００１３】 つぎに動作について説明する。 例えば赤色光を選択散乱する波長選択散乱層２を用いると、波長選択散乱層２ により外光のうち赤色光が四方八方に散乱される。この散乱した赤色光の一部は 観察者の位置に関係なく観察者の目に届いて観察者には太陽電池がカラフルな赤 色に認識される。

【００１４】 一方、波長選択散乱層２を透過するのは、散乱されることのない赤色光以外の 光は勿論であるが、それに加えて、上記の散乱された赤色光の他の一部も透過さ れることになる。しかも、波長選択散乱層２を透過した光には太陽電池１の発電 に寄与する波長の光を多く含んでいるのであるから、太陽電池１に到達する光の 量そのものも多くなり、しかも太陽電池１の発電に寄与する光エネルギの割合も 大きくなるから、太陽電池の発電に利用される光の利用率が高くなるのである。

【００１５】 このように、波長選択散乱層２によって選択散乱される波長の光は、それが選 択散乱層２によって完全に遮蔽されるのではなく、半分近くは透過するのである から、可視域のどの色の波長選択散乱層を用いても発電しなくなることはない。 しかし、発電効率を落さないためには、波長選択散乱層２の散乱波長は太陽電池 １の発電に寄与する波長域からずらしたほうがよい。

【００１６】 例えば青色系の波長選択散乱層２を用いると、その光透過率は図２の曲線Ａで 示される。したがって、この場合は太陽電池１としてアモルファスシリコンを用 いても単結晶シリコンを用いてもほとんど発電効率を落さずに済む。

【００１７】 太陽電池１としてアモルファスシリコンを用い、赤色系の波長選択散乱層２を 用いた場合もほぼ同様のことが言える。

【００１８】 なお、波長選択散乱層２は、太陽電池１の全面に配置しなければならないもの ではなく、帯状などの模様や、あるいは文字や絵のパタ−ンなどとして設けても よい。そうすると黒い地の上にカラ−で図形パターンなどが観察者に認識される から面白味のあるものとなる。

【００１９】 また、太陽電池の上に色の異なる複数の波長選択散乱層を設ければ多色カラ− とすることができる。

【００２０】 さらに、太陽電池の上に散乱波長の異なる複数の波長選択散乱層を重ねて設け れば、色調を自在にコントロ−ルすることもできる。

【００２１】 なお、波長選択散乱層として温度によって色が変化するコレステリック液晶を 用いれば、太陽電池のカラー化をさらに多様化することができ、また太陽電池を 温度計として兼用することが可能となる。

【００２２】

【考案の効果】

本考案によれば、簡単な構成によって光の利用効率を低下させることなく太陽 電池をカラフルに見せることができる。したがって、太陽電池の外装部品として の用途が拡がり、さらにソ−ラ−システムとして屋外に設けるときは環境を明る くすることができる。

【００２３】 また波長選択散乱層をコレステリックポリマ−シ−トにより形成すると作成が 容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】光の波長と太陽電池の相対出力との関係および
光の波長と波長選択散乱層の透過率との関係をそれぞれ
示す特性図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池 ２ 波長選択散乱層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池の前面に、コレステリックポリ
   マ−シ−トにより形成してあり、かつ上記太陽電池の発
   電に寄与する波長域の光を含む可視光のうちの特定波長
   の光を散乱し、上記散乱光の一部を観察者に到達させか
   つ上記散乱光の他の一部と上記特定波長以外の光とを透
   過する波長選択散乱層を設けたことを特徴とする色つき
   太陽電池。