JPH101334A - 太陽電池を封入した複層ガラス - Google Patents

太陽電池を封入した複層ガラス

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JPH101334A
JPH101334A JP16870096A JP16870096A JPH101334A JP H101334 A JPH101334 A JP H101334A JP 16870096 A JP16870096 A JP 16870096A JP 16870096 A JP16870096 A JP 16870096A JP H101334 A JPH101334 A JP H101334A
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JP
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glass
solar cell
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air
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JP16870096A
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English (en)
Inventor
Yoshimi Kaneda
吉見 金田
Takakazu Sawada
貴和 澤田
Yasuo Kishi
靖雄 岸
Takayoshi Yasuda
孝慶 安田
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FIGURA KK
Sanyo Electric Co Ltd
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FIGURA KK
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽電池の設置のための大面積を確保し、複層
ガラスの断熱・遮音効果を損なうことのない太陽電池封
入型の複層ガラスを提供する。 【解決手段】複数の板ガラス間に空気層を有する複層ガ
ラスにおいて、該空気層はスペーサーにより形成される
と共に封着材により周囲を封止することにより外気から
遮断されてなり、ガラス若しくは透明樹脂を基盤とする
1以上の太陽電池を前記空気層内に設け、前記スペーサ
ーを導電体として形成し、該スペーサーの適宜箇所に前
記太陽電池の端子及びバッテリーあるいは負荷等につな
がる外部端子を接続すると共に、該スペーサー上の適宜
箇所に絶縁部を形成することにより所定の導電回路を形
成したことを特徴とする複層ガラスを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気層に太陽電
池を設置し、導電回路を形成した複層ガラスに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】無公害且つ半永久的資源である太陽エネ
ルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、街灯や
家屋等において既に利用されている。この太陽電池とし
ては、アモルファスシリコン等の化合物半導体を用いた
もの、または単結晶あるいは多結晶の結晶シリコンを用
いたものがあり、特にアモルファスシリコンを用いたい
わゆる化合物薄膜半導体太陽電池が技術的に簡易である
ため多用されているが、太陽エネルギーを集めるために
大面積を必要とするので、屋根や地面に設置することに
より対処している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、オフィスビル
等において空調設備やOA機器等での、さらなる活用を
図ろうとする場合、大量のエネルギーを要するため、い
かにして太陽電池の設置のための大面積を確保するかが
問題となる。
【0004】また、板ガラス間に空気層を有する複層ガ
ラスが持つ性質としての断熱・遮音効果は、空気層が密
封された状態を保つことにより達成されるが、空気層内
に太陽電池を設けた際に電極を外部のバッテリー等に接
続する必要があるため、外気と完全には遮断できないと
いう不都合が生じる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、オフィスビル等では一般の家屋に比べて、窓ガラス
の面積の占める割合が必然的に大となる点に着目した。
つまり、複数の板ガラスからなる複層ガラスの空気層の
内に太陽電池を設けることで、ビルの表面積の大部分を
占める窓を利用できるので、太陽エネルギーをより大面
積で受けることが可能となる。また、シリコンの薄膜を
保護するため通常太陽電池はガラスに覆われているが、
この点については空気層を有する複層ガラスを利用する
ことによって薄膜を保護すると共に、複層ガラスの断熱
・遮音効果を達成している。
【0006】具体的には、複数の板ガラス(6)間に空
気層(7)を有する複層ガラスにおいて、該空気層
(7)は、スペーサー(2)により少なくとも太陽電池
(1)、基盤(5)及び接着剤(16)の厚み以上の間
隔を有し且つ封着材(14)(15)によりスペーサー
(2)の周囲を封止することにより外気から遮断されて
なり、ガラス若しくは透明樹脂を基盤(5)とする1以
上の太陽電池(1)を前記空気層(7)内に設ける。
【0007】また、前記スペーサー(2)を導電路とす
る又は前記スペーサー(2)内に導電線(10)を埋設
する等により、太陽電池(1)が設置された複層ガラス
全体が、太陽電池、太陽電池の端子、外部端子及びスペ
ーサーを構成要素として導電回路を形成するようにする
ことで、複層ガラスの空気層(7)を外気から完全に遮
断すると共に外部への電気の供給を達成している。
【0008】以上を達成するための具体的手段として
は、既述の太陽電池を封入した複層ガラスにおいて、ス
ペーサー(2)を導電性を有する物質により導電体とし
て形成し、該スペーサー(2)の適宜箇所に太陽電池の
端子(3)及びバッテリーあるいは負荷等につながる外
部端子(4)を接続すると共に、該スペーサー(2)上
の適宜箇所に絶縁部(8)を形成することにより所定の
導電回路を形成する。
【0009】また、既述の太陽電池を封入した複層ガラ
スにおいて、スペーサー(2)内部に導電線(10)を
埋設し、該導電線(10)の適宜箇所に太陽電池の端子
(3)及びバッテリーあるいは負荷等につながる外部端
子(4)を接続すると共に、該導電線(10)上の適宜
箇所に絶縁部(8)を形成することにより所定の導電回
路を形成する。
【0010】
【発明の実施の形態】複数の板ガラス間に空気層を有す
る複層ガラスにおいて、 (イ)少なくとも1枚の板ガラス(6)の片面にガラス
若しくは透明樹脂を基盤(5)とする1以上の太陽電池
(1)を貼り付ける。太陽電池の基盤(5)と板ガラス
(6)との接着は、例えばエチレンビニールアセテート
やポリビニールブチラール等の透明接着フィルムあるい
はアクリル系接着テープ等の接着剤材(16)を用い
る。
【0011】太陽電池については、基盤上にp、i、n
あるいはp、nの各層からなるシリコン膜を形成し、p
を陽極、nを陰極として端子を接続するpin接合、p
n接合が代表例であるが、この点については詳しくは述
べない。
【0012】尚、何れの層を受光面とするか、何れの層
を板ガラスへの接着面とするか、また、複層ガラスの室
内側と室外側の何れの板ガラスに太陽電池を貼り付ける
かについては、いかなる設備の下において本発明を利用
するかにより選択する。
【0013】(ロ)前記板ガラス(6)の太陽電池
(1)を形成した面にスペーサー(2)を設置する。該
スペーサー(2)の前記板ガラス(6)への接着は、図
2のようにスペーサー(2)と板ガラス(6)間に一次
封着材(14)としてプチルゴムを用いることが板ガラ
スに傷を付けるおそれが少なく望ましい。同様にして該
板ガラスと別の板ガラス(6)とでスペーサー(2)を
挟むようにして封着し、複層ガラスを形成する。さらに
スペーサー(2)の背側(空気層の内側に対して外気に
触れる側)は二次封着材(15)としてシリコン、ポリ
サルファイド等を用いて封止する。従って以上一次封着
材(14)及び二次封着材(15)からなる封着材によ
って空気層(7)内は外気から完全に遮断される。
【0014】該スペーサー(2)は、枠状であり前記太
陽電池(1)を囲む様に設置され、且つ複層ガラス間に
太陽電池(1)及び基盤(5)の厚み以上の一定の間隔
を保持することにより空気層(7)を形成している。空
気層はスペーサー(2)及び封着材により既述の如く封
止されているため、複層ガラスの断熱・遮音効果を担保
しつつ太陽電池(1)の薄膜の保護も達成している。ま
た該スペーサー(2)は断面略四角形を呈する筒体であ
り、この中に乾燥剤(13)を入れることにより空気層
(7)内を乾燥状態に保つ。またスペーサー内の乾燥剤
は空気層をドライ雰囲気に保持し、長期に渡りハンダ・
リード線の浸食防止に役立つものである。従ってスペー
サー(2)の空気層(7)側に露出する面には孔(1
2)が形成されている。スペーサー(2)の材質として
は通常アルミが用いられている。
【0015】(ハ)上記の構成により太陽電池(1)を
封入した複層ガラスを形成する。太陽電池(1)はガラ
ス又は透明樹脂を基盤(5)として形成し、該基盤
(5)を複層ガラスの板ガラス(6)に接着するという
構成をとっているため、太陽電池(1)を適宜に設置す
ることが可能となる。例えば窓の採光を得るために太陽
電池を部分的に抜く等が容易になる。
【0016】また、シリコンの薄膜を保護するため通常
太陽電池はガラスに覆われている。この点については本
発明を利用した場合、複層ガラスの一方の板ガラス上に
太陽電池を形成し、もう一方の板ガラスが薄膜を保護す
る保護板としての機能を果たす。
【0017】もちろん板ガラス(6)に直接薄膜(太陽
電池)を形成したとしても支障はない。つまり板ガラス
(6)を太陽電池(1)の基盤(5)として形成する。
具体的には、複数の板ガラス間に空気層(7)を有する
複層ガラスにおいて、該空気層(7)はスペーサー
(2)により形成されると共に封着材により周囲を封止
することにより外気から遮断されており、少なくとも1
枚の前記板ガラス(6)を基盤として太陽電池(1)を
形成し、該太陽電池を前記空気層(7)内に設けたこと
を特徴として複層ガラスを構成する。
【0018】太陽電池とガラス板との間は、局部的また
は全面に渡り接着剤またはフィルムとで合わせ、接合す
る。接着面は太陽電池の表裏何れの面でも可能であり、
照射面に接着剤を使用する場合は透明の接着剤を使用
し、非照射面に使用する場合は不透明のものも使用が可
能である。
【0019】複層ガラスは一般的には2枚の板ガラスに
より構成されるため、通常は一方の板ガラスの空気層側
に太陽電池を形成することになるが、3枚以上の板ガラ
スにより複層ガラスを構成した場合は、太陽電池が形成
された板ガラス複数枚を階層的に設置することも可能で
あり、太陽エネルギーをより効率よく集めることが可能
となる。
【0020】次にスペーサー(2)を導電体とした場合
について述べる。既述の太陽電池を封入した複層ガラス
において、 (イ)スペーサー(2)を導電性を有する導電体として
複層ガラスを形成する。本発明の実施の形態においては
アルミを採用してスペーサーを形成している。
【0021】(ロ)該スペーサー(2)に、板ガラス
(6)に設置された太陽電池の端子(3)を接続する。
図1では複数の太陽電池を設置した状態を示しており、
太陽電池同士は直列となるように接続してある。スペー
サーと太陽電池の端子との接続はハンダで溶接する等に
より行う。
【0022】従って太陽電池(1)から得られる電気エ
ネルギーはスペーサー(2)を伝わることになるが、こ
のときスペーサーには絶縁部(8)を設けることが必要
になる。例えば図1に示すように、枠状のスペーサーの
隅4点を絶縁したり、その他スペーサーの隅の対角点の
2点を絶縁する等のように結果として電気が流れればよ
い。
【0023】具体的には枠状スペーサー(2)の隅ある
いは任意の4点に絶縁部(8)を設ける、枠状スペーサ
ー(2)の対角点の2点に絶縁部(8)を設ける又は枠
状スペーサー(2)の辺を同一とする2点に絶縁部
(8)を設けることにより、プラス・マイナス両極を絶
縁し導電回路を形成する。
【0024】尚、絶縁部(8)をスペーサー(2)上の
何処に設けるかに関しては、スペーサー(2)と太陽電
池の端子(3)及び外部端子(4)との接続位置に応じ
た位置にする必要がある。この様にスペーサーを導電体
として適宜箇所に太陽電池の端子及び外部端子を設けら
れるようにすれば、いかなる設備の下においても端子の
取り付け位置にとらわれることなく本発明を利用した複
層ガラスの設置が可能となり、設備に応じた端子の接続
が可能となる。
【0025】(ハ)既述の太陽電池(1)を封入した複
層ガラスの空気層(7)を、上記構成のとおり導電性を
有するスペーサー(2)により形成することによって、
太陽電池(1)から得られる電気エネルギーはスペーサ
ー(2)を導電路として伝わるので、スペーサー(2)
を外部端子(4)を通じて直接バッテリーや負荷に繋ぐ
だけで電気の供給が可能になり、且つ空気層を外気から
完全に遮断できるので複層ガラスとしての断熱・遮音効
果を損なうことがない。
【0026】(ニ)スペーサー(2)を導電体とするそ
の他の形態としては、スペーサー内部に導電線を埋設す
る方式が考えられる。具体的にはスペーサー(2)の筒
内にリード線体(9)を埋設する。該リード線体(9)
は被覆体(11)及び該被覆体(11)に包まれた導電
線(10)より構成されている。該被覆体(11)は絶
縁部材である。前記導電線(10)に太陽電池の端子
(3)及び外部端子(4)を接続する。
【0027】これにより導電性を有しないスペーサーに
よる既設の複層ガラスにおいてもスペーサーを導電体と
することができるので、複層ガラスを電気導電回路とし
て形成することができ、本発明を利用できるものであ
る。また、導電線(10)は絶縁材たる被覆体(11)
により覆われているので、アルミ等で形成した導電性を
有するスペーサーを利用している場合において、スペー
サー自体を導電路として扱うことが利便性を欠く等の設
備の下においても、本発明を利用することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、オフィスビル等におい
て太陽電池を貼り付けるための大面積を確保することが
でき、且つ複層ガラス内部の空気層と外気とを遮断しつ
つ太陽電池との接続ができるため、複層ガラスの有する
断熱・遮音効果を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複層ガラス正面図
【図2】本発明の複層ガラス一部断面図
【図3】スペーサー内にリード線体を埋設した場合の一
部断面図
【符号の説明】
1 太陽電池 2 スペーサー 3 太陽電池端子 4 外部端子 5 基盤 6 板ガラス 7 空気層 8 絶縁部 9 リード線体 10 導電線 11 被覆体 12 孔 13 乾燥剤 14 一次封着材 15 二次封着材 16 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 靖雄 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 安田 孝慶 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の板ガラス間に空気層を有する複層ガ
    ラスにおいて、 該空気層はスペーサーにより形成されると共に封着材に
    より周囲を封止することにより外気から遮断されてな
    り、ガラス若しくは透明樹脂を基盤とする1以上の太陽
    電池を前記空気層内に設けたことを特徴とする複層ガラ
    ス。
  2. 【請求項2】複数の板ガラス間に空気層を有する複層ガ
    ラスにおいて、 該空気層はスペーサーにより形成されると共に封着材に
    より周囲を封止することにより外気から遮断されてな
    り、少なくとも1枚の前記板ガラスを基盤として1以上
    の太陽電池を形成し、該太陽電池を前記空気層内に設け
    たことを特徴とする複層ガラス。
  3. 【請求項3】スペーサーを導電体として形成し、該スペ
    ーサーの適宜箇所に太陽電池の端子及びバッテリーある
    いは負荷等につながる外部端子を接続すると共に、該ス
    ペーサー上の適宜箇所に絶縁部を形成することにより所
    定の導電回路を形成したことを特徴とする請求項1又は
    請求項2の複層ガラス。
  4. 【請求項4】スペーサー内部に導電線を埋設し、該導電
    線の適宜箇所に太陽電池の端子及びバッテリーあるいは
    負荷等につながる外部端子を接続すると共に、該導電線
    上の適宜箇所に絶縁部を形成することにより所定の導電
    回路を形成したことを特徴とする請求項1又は請求項2
    の複層ガラス。
JP16870096A 1996-06-10 1996-06-10 太陽電池を封入した複層ガラス Pending JPH101334A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420646B2 (en) * 2000-02-17 2002-07-16 Roehm Gmbh & Co. Kg Photovoltaic element
DE102011112286A1 (de) * 2011-09-05 2013-03-07 Henze-Glas GmbH Isolierglasscheibe
WO2016121331A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 複層ガラス及び光学デバイス
JP2021012976A (ja) * 2019-07-08 2021-02-04 株式会社リコー 光電変換モジュール

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DE102011112286A1 (de) * 2011-09-05 2013-03-07 Henze-Glas GmbH Isolierglasscheibe
WO2016121331A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 複層ガラス及び光学デバイス
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