JPH07142752A - 波長変換機能を有する太陽電池 - Google Patents
波長変換機能を有する太陽電池Info
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- JPH07142752A JPH07142752A JP5144755A JP14475593A JPH07142752A JP H07142752 A JPH07142752 A JP H07142752A JP 5144755 A JP5144755 A JP 5144755A JP 14475593 A JP14475593 A JP 14475593A JP H07142752 A JPH07142752 A JP H07142752A
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- wavelength
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- 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
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギー変換効率が高く、また変換効率の
劣化を防止できる太陽電池を提供すること。 【構成】 シリコン又は化合物半導体を励起物質とする
太陽電池において、前記励起物質からなる層２に隣接し
て、或いは隔離して、単数もしくは複数の波長変換物質
からなる波長変換層１、又は前記波長変換物質を分散さ
せた別の物質からなる波長変換層１を設けたことを特徴
とする波長変換機能を有する太陽電池。
劣化を防止できる太陽電池を提供すること。 【構成】 シリコン又は化合物半導体を励起物質とする
太陽電池において、前記励起物質からなる層２に隣接し
て、或いは隔離して、単数もしくは複数の波長変換物質
からなる波長変換層１、又は前記波長変換物質を分散さ
せた別の物質からなる波長変換層１を設けたことを特徴
とする波長変換機能を有する太陽電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長変換機能を有する
新規な太陽電池に関するものである。
新規な太陽電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽電池では、シリコンや化合物
半導体等の励起物質に、太陽光を直接照射して励起を起
こさせ、電気エネルギーを発生させている。しかし、シ
リコンや半導体等の励起物質の禁止帯幅（電荷を分離さ
せて励起を起こすために必要なエネルギーに相当する）
は一定であるので、その禁止帯幅よりも大きいエネルギ
ーの光を照射したとき、余分なエネルギーは熱として消
費される。そのため、太陽電池の励起物質に大きいエネ
ルギーの光を照射しても、電気エネルギーに変換される
光エネルギーは略一定となり、変換効率を上げることが
できない。
半導体等の励起物質に、太陽光を直接照射して励起を起
こさせ、電気エネルギーを発生させている。しかし、シ
リコンや半導体等の励起物質の禁止帯幅（電荷を分離さ
せて励起を起こすために必要なエネルギーに相当する）
は一定であるので、その禁止帯幅よりも大きいエネルギ
ーの光を照射したとき、余分なエネルギーは熱として消
費される。そのため、太陽電池の励起物質に大きいエネ
ルギーの光を照射しても、電気エネルギーに変換される
光エネルギーは略一定となり、変換効率を上げることが
できない。
【０００３】例えば、太陽電池に用いられる励起物質の
一例である単結晶シリコンの禁止帯幅は約1.1 ｅＶであ
り、光の波長では約1000ｎｍに相当する。この禁止帯幅
よりも大きいエネルギーの光である波長が1000ｎｍより
も短い光を照射する場合、光の波長が短い程、熱消費に
よるエネルギー損失が大きくなる。太陽光の波長と強度
を実際に調べてみると、波長は300 〜2000ｎｍと幅広く
分布しており、また強度は550 ｎｍ付近で最大を示して
いる。このような太陽光、特にエネルギーが大きい短波
長（300 〜900 ｎｍ）の光を効率よく電気エネルギーに
変換することは、重要な課題である。
一例である単結晶シリコンの禁止帯幅は約1.1 ｅＶであ
り、光の波長では約1000ｎｍに相当する。この禁止帯幅
よりも大きいエネルギーの光である波長が1000ｎｍより
も短い光を照射する場合、光の波長が短い程、熱消費に
よるエネルギー損失が大きくなる。太陽光の波長と強度
を実際に調べてみると、波長は300 〜2000ｎｍと幅広く
分布しており、また強度は550 ｎｍ付近で最大を示して
いる。このような太陽光、特にエネルギーが大きい短波
長（300 〜900 ｎｍ）の光を効率よく電気エネルギーに
変換することは、重要な課題である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
に、従来の太陽電池では、禁止帯幅よりも大きいエネル
ギーの光を照射したときは、光の大部分は熱として消費
され、電気エネルギーへの変換効率を上げることができ
ないという問題点があった。また、発生した熱は、太陽
電池に用いられるシリコンや化合物半導体等の励起物質
の温度を上昇させ、その結果、太陽電池のエネルギー変
換効率が低下するという問題点があった。
に、従来の太陽電池では、禁止帯幅よりも大きいエネル
ギーの光を照射したときは、光の大部分は熱として消費
され、電気エネルギーへの変換効率を上げることができ
ないという問題点があった。また、発生した熱は、太陽
電池に用いられるシリコンや化合物半導体等の励起物質
の温度を上昇させ、その結果、太陽電池のエネルギー変
換効率が低下するという問題点があった。
【０００５】さらに、短波長の光は、太陽電池に用いら
れる励起物質（特に、シリコン）に損傷を与え、その結
果、太陽電池のエネルギー変換効率が低下する（太陽電
池の劣化）という問題点があった。本発明の目的は、か
かる問題点を解決することにある。即ち、本発明はエネ
ルギー変換効率が高く、また変換効率の劣化を防止でき
る太陽電池の提供を目的とする。
れる励起物質（特に、シリコン）に損傷を与え、その結
果、太陽電池のエネルギー変換効率が低下する（太陽電
池の劣化）という問題点があった。本発明の目的は、か
かる問題点を解決することにある。即ち、本発明はエネ
ルギー変換効率が高く、また変換効率の劣化を防止でき
る太陽電池の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「シリコン又は化合物半導体を励起物質とする太陽電
池において、前記励起物質からなる層に隣接して、或い
は隔離して、単数もしくは複数の波長変換物質からなる
波長変換層、又は前記単数もしくは複数の波長変換物質
を分散させた別の物質からなる波長変換層を設けたこと
を特徴とする波長変換機能を有する太陽電池（請求項
１）」を提供する。
に「シリコン又は化合物半導体を励起物質とする太陽電
池において、前記励起物質からなる層に隣接して、或い
は隔離して、単数もしくは複数の波長変換物質からなる
波長変換層、又は前記単数もしくは複数の波長変換物質
を分散させた別の物質からなる波長変換層を設けたこと
を特徴とする波長変換機能を有する太陽電池（請求項
１）」を提供する。
【０００７】また、本発明は第二に「シリコン又は化合
物半導体を励起物質とする太陽電池において、前記励起
物質からなる層に、単数又は複数の波長変換物質を分散
させたことを特徴とする波長変換機能を有する太陽電池
（請求項２）」を提供する。
物半導体を励起物質とする太陽電池において、前記励起
物質からなる層に、単数又は複数の波長変換物質を分散
させたことを特徴とする波長変換機能を有する太陽電池
（請求項２）」を提供する。
【０００８】
【作用】本発明にかかる太陽電池は、照射される太陽光
の波長を変換する機能を有している。波長変換機能に
は、短波長の光を長波長化する機能と、その逆の機能が
ある。前者の機能を有するものとして、例えば、光（短
波長）を吸収して蛍光（長波長）を発光する物質（波長
変換物質の例）を用いて、この物質（単数もしくは複
数）からなる波長変換層、又は前記物質を分散させた別
の物質（例えば、ＰＭＭＡ等の透明樹脂）からなる波長
変換層を、シリコンや化合物半導体からなる層に隣接し
て、あるいは隔離して設けた太陽電池や、前記物質をシ
リコンや化合物半導体からなる層に分散させた太陽電池
等が該当する。
の波長を変換する機能を有している。波長変換機能に
は、短波長の光を長波長化する機能と、その逆の機能が
ある。前者の機能を有するものとして、例えば、光（短
波長）を吸収して蛍光（長波長）を発光する物質（波長
変換物質の例）を用いて、この物質（単数もしくは複
数）からなる波長変換層、又は前記物質を分散させた別
の物質（例えば、ＰＭＭＡ等の透明樹脂）からなる波長
変換層を、シリコンや化合物半導体からなる層に隣接し
て、あるいは隔離して設けた太陽電池や、前記物質をシ
リコンや化合物半導体からなる層に分散させた太陽電池
等が該当する。
【０００９】このような波長変換物質としては、例え
ば、Ｎメチル- ２アリニノ- ナフタレン- ６スルホン
酸（ＮＡＮＳ）２- Ｐトルイジニル- ナフタレン- ６
スルホン酸（ＴＮＳ）ε- アデノシンαナフトール
等が好ましい。 の物質は、250 〜300nm の光を吸収して、400 〜500n
m の蛍光を発光する。の物質は、260 〜300nm の光を
吸収して、400 〜500nm の蛍光を発光する。の物質
は、250 〜300nm の光を吸収して、350 〜400nm の蛍光
を発光する。またの物質は、250 nmの光を吸収して、
300nm の蛍光を発光する。
ば、Ｎメチル- ２アリニノ- ナフタレン- ６スルホン
酸（ＮＡＮＳ）２- Ｐトルイジニル- ナフタレン- ６
スルホン酸（ＴＮＳ）ε- アデノシンαナフトール
等が好ましい。 の物質は、250 〜300nm の光を吸収して、400 〜500n
m の蛍光を発光する。の物質は、260 〜300nm の光を
吸収して、400 〜500nm の蛍光を発光する。の物質
は、250 〜300nm の光を吸収して、350 〜400nm の蛍光
を発光する。またの物質は、250 nmの光を吸収して、
300nm の蛍光を発光する。
【００１０】このような波長変換物質を単一で又は組み
合わせて用いることにより、従来、熱として消費されて
有効に活用できなかった短波長の光を長波長の光（太陽
電池による電気エネルギー化に適する）に変換できる。
そのため、太陽電池の変換効率を大幅に増大できる。ま
た、熱として消費されるエネルギーが減少するので、シ
リコンや化合物半導体の高温化による太陽電池のエネル
ギー変換効率の低下が防止できる。さらに、シリコンに
損傷を与えて、その結果、太陽電池のエネルギー変換効
率を低下させる短波長の光が、長波長化されるので、太
陽電池の劣化を防止できる。
合わせて用いることにより、従来、熱として消費されて
有効に活用できなかった短波長の光を長波長の光（太陽
電池による電気エネルギー化に適する）に変換できる。
そのため、太陽電池の変換効率を大幅に増大できる。ま
た、熱として消費されるエネルギーが減少するので、シ
リコンや化合物半導体の高温化による太陽電池のエネル
ギー変換効率の低下が防止できる。さらに、シリコンに
損傷を与えて、その結果、太陽電池のエネルギー変換効
率を低下させる短波長の光が、長波長化されるので、太
陽電池の劣化を防止できる。
【００１１】一方、長波長の光を短波長化する変換物質
（例えば、アップコンバータ材料）を単一で又は組み合
わせて用いることにより、太陽電池の励起物質の禁止帯
幅よりもエネルギーの小さい長波長の光を短波長化でき
る。そのため、太陽電池の変換効率を大幅に増大でき
る。以下、実施例により、本発明を具体的に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。
（例えば、アップコンバータ材料）を単一で又は組み合
わせて用いることにより、太陽電池の励起物質の禁止帯
幅よりもエネルギーの小さい長波長の光を短波長化でき
る。そのため、太陽電池の変換効率を大幅に増大でき
る。以下、実施例により、本発明を具体的に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１２】
【実施例】本発明にかかる実施例を図１〜図３に示す。
図１は太陽電池を構成する励起物質であるＮ型シリコン
層３の上に、Ｐ型シリコン層２を隣接して設け、さら
に、その上にＮメチル- ２アリニノ- ナフタレン- ６ス
ルホン酸（ＮＡＮＳ）を分散させたＰＭＭＡ（ポリメチ
ルメタクリレート）からなる波長変換層１を隣接して設
けた太陽電池の例（第１実施例）を示す概略断面図であ
る。
図１は太陽電池を構成する励起物質であるＮ型シリコン
層３の上に、Ｐ型シリコン層２を隣接して設け、さら
に、その上にＮメチル- ２アリニノ- ナフタレン- ６ス
ルホン酸（ＮＡＮＳ）を分散させたＰＭＭＡ（ポリメチ
ルメタクリレート）からなる波長変換層１を隣接して設
けた太陽電池の例（第１実施例）を示す概略断面図であ
る。
【００１３】図２は太陽電池を構成する励起物質である
Ｎ型シリコン層３の上に、Ｐ型シリコン層２を隣接して
設け、さらに、その上側にＮメチル- ２アリニノ- ナフ
タレン- ６スルホン酸（ＮＡＮＳ）を分散させたＰＭＭ
Ａからなる波長変換層１を隔離して設けた太陽電池の例
（第２実施例）を示す概略断面図である。図３は太陽電
池を構成する励起物質であるＮ型シリコン層３の上に、
Ｎメチル- ２アリニノ- ナフタレン- ６スルホン酸（Ｎ
ＡＮＳ）を分散させたＰ型シリコン層からなる波長変換
層１’を隣接して設けた太陽電池の例（第３実施例）を
示す概略断面図である。
Ｎ型シリコン層３の上に、Ｐ型シリコン層２を隣接して
設け、さらに、その上側にＮメチル- ２アリニノ- ナフ
タレン- ６スルホン酸（ＮＡＮＳ）を分散させたＰＭＭ
Ａからなる波長変換層１を隔離して設けた太陽電池の例
（第２実施例）を示す概略断面図である。図３は太陽電
池を構成する励起物質であるＮ型シリコン層３の上に、
Ｎメチル- ２アリニノ- ナフタレン- ６スルホン酸（Ｎ
ＡＮＳ）を分散させたＰ型シリコン層からなる波長変換
層１’を隣接して設けた太陽電池の例（第３実施例）を
示す概略断面図である。
【００１４】図４は従来のシリコン太陽電池を示す概略
断面図である。
断面図である。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、太陽電池の光エネルギ
ーから電気エネルギーへの変換効率が高く、また短波長
の光吸収による太陽電池の変換効率の劣化を防止でき
る。
ーから電気エネルギーへの変換効率が高く、また短波長
の光吸収による太陽電池の変換効率の劣化を防止でき
る。
【図１】は、第１実施例の太陽電池を示す概略断面図で
ある。
ある。
【図２】は、第２実施例の太陽電池を示す概略断面図で
ある。
ある。
【図３】は、第３実施例の太陽電池を示す概略断面図で
ある。
ある。
【図４】は、従来のシリコン太陽電池を示す概略断面図
である。
である。
１・・・単数もしくは複数の波長変換物質からなる波長
変換層、又は前記物質を分散させた別の物質からなる波
長変換層 １’・・単数又は複数の波長変換物質を分散させた励起
物質（この図では、その一例であるＰ型シリコン）から
なる層 ２・・・励起物質（この図では、その一例であるＰ型シ
リコン）の層 ３・・・励起物質（この図では、その一例であるＮ型シ
リコン）の層 ４・・・電気エネルギー取り出し回路 以 上
変換層、又は前記物質を分散させた別の物質からなる波
長変換層 １’・・単数又は複数の波長変換物質を分散させた励起
物質（この図では、その一例であるＰ型シリコン）から
なる層 ２・・・励起物質（この図では、その一例であるＰ型シ
リコン）の層 ３・・・励起物質（この図では、その一例であるＮ型シ
リコン）の層 ４・・・電気エネルギー取り出し回路 以 上
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン又は化合物半導体を励起物質と
する太陽電池において、前記励起物質からなる層に隣接
して、或いは隔離して、単数もしくは複数の波長変換物
質からなる波長変換層、又は前記単数もしくは複数の波
長変換物質を分散させた別の物質からなる波長変換層を
設けたことを特徴とする波長変換機能を有する太陽電
池。 - 【請求項２】 シリコン又は化合物半導体を励起物質と
する太陽電池において、前記励起物質からなる層に、単
数又は複数の波長変換物質を分散させたことを特徴とす
る波長変換機能を有する太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144755A JPH07142752A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 波長変換機能を有する太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144755A JPH07142752A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 波長変換機能を有する太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142752A true JPH07142752A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=15369638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5144755A Pending JPH07142752A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 波長変換機能を有する太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142752A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004315A1 (fr) * | 1997-07-18 | 1999-01-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Affichage a cristaux liquides |
| WO2008096711A1 (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用波長変換型集光フィルム |
| JP2010002077A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Sharp Corp | 太陽熱集熱装置 |
| JP2010034499A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-02-12 | Univ Of Tokyo | 太陽電池 |
| WO2010050466A1 (ja) | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 日産化学工業株式会社 | 光電変換装置用波長変換膜形成組成物及び光電変換装置用波長変換膜並びに光電変換装置 |
| US8785766B2 (en) | 2010-06-18 | 2014-07-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and energy conversion layer for photoelectric conversion device |
| WO2015064690A1 (ja) | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 日東電工株式会社 | 波長変換型封止材組成物、波長変換型封止材層、および、それを用いた太陽電池モジュール |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP5144755A patent/JPH07142752A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004315A1 (fr) * | 1997-07-18 | 1999-01-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Affichage a cristaux liquides |
| US6646697B1 (en) | 1997-07-18 | 2003-11-11 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| WO2008096711A1 (ja) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用波長変換型集光フィルム |
| JPWO2008096711A1 (ja) * | 2007-02-06 | 2010-05-20 | 日立化成工業株式会社 | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用波長変換型集光フィルム |
| JP2010002077A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Sharp Corp | 太陽熱集熱装置 |
| JP2010034499A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-02-12 | Univ Of Tokyo | 太陽電池 |
| WO2010050466A1 (ja) | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 日産化学工業株式会社 | 光電変換装置用波長変換膜形成組成物及び光電変換装置用波長変換膜並びに光電変換装置 |
| US8785766B2 (en) | 2010-06-18 | 2014-07-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and energy conversion layer for photoelectric conversion device |
| WO2015064690A1 (ja) | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 日東電工株式会社 | 波長変換型封止材組成物、波長変換型封止材層、および、それを用いた太陽電池モジュール |
| JP2015111665A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-06-18 | 日東電工株式会社 | 波長変換型封止材組成物、波長変換型封止材層、および、それを用いた太陽電池モジュール |
| US10505061B2 (en) | 2013-10-30 | 2019-12-10 | Nitto Denko Corporation | Wavelength-conversion encapsulant composition, wavelength-converted encapsulant layer, and solar cell module using same |
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