JPS62249366A - 太陽光蓄電池 - Google Patents
太陽光蓄電池Info
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- JPS62249366A JPS62249366A JP61092711A JP9271186A JPS62249366A JP S62249366 A JPS62249366 A JP S62249366A JP 61092711 A JP61092711 A JP 61092711A JP 9271186 A JP9271186 A JP 9271186A JP S62249366 A JPS62249366 A JP S62249366A
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- positive electrode
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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、半導体のｐ／ｎ接合の光起電力を使った太陽
電池よシ得られる電力を固体電解質二次電池を用いて蓄
電する太陽光蓄電池に関し、さらに詳しくは、前記ｐ／
ｎ接合を構成するｐ型半導体であるＧｕ２ＳがＣｕイオ
ン導電性固体電解質を用いる前記固体電解質二次電池の
正極を兼ねる新規な太陽光蓄電池に関する。
電池よシ得られる電力を固体電解質二次電池を用いて蓄
電する太陽光蓄電池に関し、さらに詳しくは、前記ｐ／
ｎ接合を構成するｐ型半導体であるＧｕ２ＳがＣｕイオ
ン導電性固体電解質を用いる前記固体電解質二次電池の
正極を兼ねる新規な太陽光蓄電池に関する。
従来の技術
半導体のｐ／ｎ接合の光起電力を使う太陽電池は、それ
自体蓄電機能がないため、太陽電池単独では光が照射さ
れている間しか電力を供給することが出来ない。
自体蓄電機能がないため、太陽電池単独では光が照射さ
れている間しか電力を供給することが出来ない。
又光の照射がない場合でも電力を供給するために、従来
、太陽電池は、ニッケル・カドミウム電池といった二次
電池と組み合わせた太陽光蓄電装置として最ら用いられ
ている。このような目的に用いられる二次電池として、
在来の液体電解質を用いるニッケル・カドミウム電池等
に換えて、電池構成要素がすべて固体状であシ、原理的
に液もれがなく、薄形、小形化が容易な固体電解質二次
電池を用いることで、太陽電池と二次電池の一体化、パ
ッケージの共有化等がはかれるなど数々の従来にはない
利点が得られる。
、太陽電池は、ニッケル・カドミウム電池といった二次
電池と組み合わせた太陽光蓄電装置として最ら用いられ
ている。このような目的に用いられる二次電池として、
在来の液体電解質を用いるニッケル・カドミウム電池等
に換えて、電池構成要素がすべて固体状であシ、原理的
に液もれがなく、薄形、小形化が容易な固体電解質二次
電池を用いることで、太陽電池と二次電池の一体化、パ
ッケージの共有化等がはかれるなど数々の従来にはない
利点が得られる。
本発明者らは先に、このような固体電解質二次電池のう
ち、Ｃｕ イオン導電性固体電解質を用いる二次電池
と太陽電池とを複合化した太陽光蓄電装置を提案した。
ち、Ｃｕ イオン導電性固体電解質を用いる二次電池
と太陽電池とを複合化した太陽光蓄電装置を提案した。
太陽電池の単セル数と、二次電池の単セル数を好適に組
み合せることで、蓄電効率の優れた装置とすることがで
きるという利点をこの装置は有している。
み合せることで、蓄電効率の優れた装置とすることがで
きるという利点をこの装置は有している。
発明が解決しようとする問題点
しかし、このような太陽光蓄電装置は、正極と負極と電
解質とにより構成される二次電池と、半導体のｐ／ｎ接
合で構成される太陽電池との２つの独立した素子をあく
までも複合化したもので、各々独立した製造プロセスで
作られた各素子を同一パッケージ内に納めたものである
。構成要素あるいは材料としては少なくとも、正極、負
極、固体電解質の３つの他に、ｐ型、ｎ型の各半導体の
合計５つの要素が必要である。また、電圧の好適な組み
合せを得るためには、各々複数個の素子が必要となる。
解質とにより構成される二次電池と、半導体のｐ／ｎ接
合で構成される太陽電池との２つの独立した素子をあく
までも複合化したもので、各々独立した製造プロセスで
作られた各素子を同一パッケージ内に納めたものである
。構成要素あるいは材料としては少なくとも、正極、負
極、固体電解質の３つの他に、ｐ型、ｎ型の各半導体の
合計５つの要素が必要である。また、電圧の好適な組み
合せを得るためには、各々複数個の素子が必要となる。
出来上がった装置に高信頼性を期待するとき、構成要素
はできるだけ少ない方が望ましいし、また、太陽電池と
二次電池とが連続したひとつの製造プロセスで構成され
ることが望ましい。
はできるだけ少ない方が望ましいし、また、太陽電池と
二次電池とが連続したひとつの製造プロセスで構成され
ることが望ましい。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、太陽電池を構成するｐ型半導体が、二次電池
の正極としても作用できるＣｕ２Ｓを正極として用いる
ことで、最／ＪＳ限必要な構成要素を５つから４つに減
らすことのできる太陽光蓄電池を提供するものである。
の正極としても作用できるＣｕ２Ｓを正極として用いる
ことで、最／ＪＳ限必要な構成要素を５つから４つに減
らすことのできる太陽光蓄電池を提供するものである。
また、太陽電池と二次電池とが連続したひとつの製造プ
ロセスで構成することが可能となる。
ロセスで構成することが可能となる。
すなわち、本発明に従う太陽光蓄電池は、ｐ型半導体で
あるＣｕ２Ｓを正極とし、Ｃｕ＋イオン導電性固体電解
質と、金属銅を主体とする負極から成る起電力が約０．
３〜０．４１の固体電解質二次電池である蓄電部（ＩＬ
）と、ｎ型半導体であるＣｄＳと前記正極としても作用
するｐ型半導体であるＣｕ２Ｓとの接合により形成され
るｐ／ｎ接合から成る起電力が０．５０ Ｖである発電
部の）より構成される。
あるＣｕ２Ｓを正極とし、Ｃｕ＋イオン導電性固体電解
質と、金属銅を主体とする負極から成る起電力が約０．
３〜０．４１の固体電解質二次電池である蓄電部（ＩＬ
）と、ｎ型半導体であるＣｄＳと前記正極としても作用
するｐ型半導体であるＣｕ２Ｓとの接合により形成され
るｐ／ｎ接合から成る起電力が０．５０ Ｖである発電
部の）より構成される。
ＣｄＳ層上にＣｕ２Ｓが形成され、さらにその上に順次
形成されたＣｕ イオン導電性固体電解質層と、金属
銅を主体とする負極層（以下Ｃｕ負極層と略す）の４層
より成り、ＣｄＳ層とＣｕ負極層とを電気的に接続する
ことで本発明による太陽光蓄電池が形成される。Ｃｕ負
極層は、光がｐ／ｎ接合部まで達することが出来るよう
に、網目状、格子状、あるいはくし状等に形成される。
形成されたＣｕ イオン導電性固体電解質層と、金属
銅を主体とする負極層（以下Ｃｕ負極層と略す）の４層
より成り、ＣｄＳ層とＣｕ負極層とを電気的に接続する
ことで本発明による太陽光蓄電池が形成される。Ｃｕ負
極層は、光がｐ／ｎ接合部まで達することが出来るよう
に、網目状、格子状、あるいはくし状等に形成される。
Ｃｕ＋イオン導電性固体電解質としては、光の透過性を
考慮して、一般式 ％式％） で表わされるＣｕ イオン導電性固体電解質が好適に
用いられる。
考慮して、一般式 ％式％） で表わされるＣｕ イオン導電性固体電解質が好適に
用いられる。
第３図は、石英ガラス板上に、５ Ｘ １０ Ｔｏｒ
ｒの真空下で抵抗加熱法が形成した前述の一般式でｘ
＝ ｏ、ｓであるＲｂ Ｃｕ４Ｉ、、 Ｃ１１５５膜（
膜厚３．５μ）の光吸収スペクトルを示したものである
。
ｒの真空下で抵抗加熱法が形成した前述の一般式でｘ
＝ ｏ、ｓであるＲｂ Ｃｕ４Ｉ、、 Ｃ１１５５膜（
膜厚３．５μ）の光吸収スペクトルを示したものである
。
４５０ ｎｍ以下で吸収があシ、太陽光の紫外部の光は
通しにくいけれど、実用上問題なく使用することができ
る。また、Ｘ：０．２５〜ｏ、７５の範囲では、ＲｂＣ
ｕ４ｒ、−ｘＧｌｓ＋ｘの分解電圧は約ｏ、ｅ ｖであ
り、長期間に渡って発電部（ｂ）より０．５Ｖの電圧が
蓄電部（ＩＬ）の充電のために印加された場合でも、Ｃ
ｕ＋イオン導電性固体電解質層の分解による蓄電部（２
Ｌ）の劣化が生じる恐れは全くない。
通しにくいけれど、実用上問題なく使用することができ
る。また、Ｘ：０．２５〜ｏ、７５の範囲では、ＲｂＣ
ｕ４ｒ、−ｘＧｌｓ＋ｘの分解電圧は約ｏ、ｅ ｖであ
り、長期間に渡って発電部（ｂ）より０．５Ｖの電圧が
蓄電部（ＩＬ）の充電のために印加された場合でも、Ｃ
ｕ＋イオン導電性固体電解質層の分解による蓄電部（２
Ｌ）の劣化が生じる恐れは全くない。
次に、Ｃ（１３層とＣｕ負極との電気的接続は、必要に
応じ、順方向の電圧降下が０．１〜０．２Ｖ程度のダイ
オードを介して行うことができる。このようなダイオー
ドとしては通常ゲルマニウムダイオードが使用できる。
応じ、順方向の電圧降下が０．１〜０．２Ｖ程度のダイ
オードを介して行うことができる。このようなダイオー
ドとしては通常ゲルマニウムダイオードが使用できる。
接続は、ＣｄＳ層からＣｕ負極層に向って電子が流れる
方向が順方向となるようになされる。こうすることで、
光照射がない場合、蓄電部（＆）に蓄わえられた電気が
、発電部（ｂ）を通して潴れるのを有効に防止すること
ができる。
方向が順方向となるようになされる。こうすることで、
光照射がない場合、蓄電部（＆）に蓄わえられた電気が
、発電部（ｂ）を通して潴れるのを有効に防止すること
ができる。
作用
光が照射している場合、発電部（ｂ）で生じた電圧０．
５０Ｖの電子は、外部負荷へ送られ、そこで利用消費さ
れるとともに、その一部はＣｄＳ層とＣｕ負極の電気接
続部を通ってＣｕ負極に至シ、ここで正極層であるＣｕ
２Ｓよシ遊離し、Ｃｕ イオン導電性固体電解質層を
通ってきたＣｕ イオンと結合してＣｕとしてＣｕ負
極層に蓄えられる。光が照射して込ない場合は、このよ
うにして蓄電部（２Ｌ〕に蓄えられた電気は、Ｃｕ２Ｓ
層を正極とし、Ｃｕ負極層を負極とする蓄電部（ＩＬ）
より外部負荷へ供給することができる。
５０Ｖの電子は、外部負荷へ送られ、そこで利用消費さ
れるとともに、その一部はＣｄＳ層とＣｕ負極の電気接
続部を通ってＣｕ負極に至シ、ここで正極層であるＣｕ
２Ｓよシ遊離し、Ｃｕ イオン導電性固体電解質層を
通ってきたＣｕ イオンと結合してＣｕとしてＣｕ負
極層に蓄えられる。光が照射して込ない場合は、このよ
うにして蓄電部（２Ｌ〕に蓄えられた電気は、Ｃｕ２Ｓ
層を正極とし、Ｃｕ負極層を負極とする蓄電部（ＩＬ）
より外部負荷へ供給することができる。
以下、実施例により説明する。
実施例
第１図は本発明の実施例の１つである太陽光蓄電池の構
造を示す断面略図である。
造を示す断面略図である。
厚さ０．２団の銅（Ｃｕ ）箔１の上に真空蒸着法で厚
さ１０μ、大きさ５Ｘ５ｗ角のＣｄＳ 、％ ２を形成
し、さらにその上に厚さ０．１μのＣｕ２Ｓ層３をＣｕ
Ｃβ溶液中にＣｄ５層２を浸して表面のＣｄをＣｕに置
換することで形成する。次に、厚さ３．５μのＲｂＣｕ
４１１．５ Ｃｌ２５．５より成るＣｕイオノ導電性固
体電解質層４を真空蒸着法によりＣｕ、、Ｓ層３上に形
成し、さらにこの上に、厚さ０．３μの金属銅膜より成
るＣｕ負極層６が格子状に形成される。
さ１０μ、大きさ５Ｘ５ｗ角のＣｄＳ 、％ ２を形成
し、さらにその上に厚さ０．１μのＣｕ２Ｓ層３をＣｕ
Ｃβ溶液中にＣｄ５層２を浸して表面のＣｄをＣｕに置
換することで形成する。次に、厚さ３．５μのＲｂＣｕ
４１１．５ Ｃｌ２５．５より成るＣｕイオノ導電性固
体電解質層４を真空蒸着法によりＣｕ、、Ｓ層３上に形
成し、さらにこの上に、厚さ０．３μの金属銅膜より成
るＣｕ負極層６が格子状に形成される。
６は、片面に導電性の酸化インジウム・スズ薄膜６ａお
よび６ｂを有するガラス板であシ、Ｃｕ負極層５と導電
性薄膜６ａ、およびＣｕ２Ｓ′層の一部と導電性薄膜６
ｂとが各々電気的に接続されるように配置されている。
よび６ｂを有するガラス板であシ、Ｃｕ負極層５と導電
性薄膜６ａ、およびＣｕ２Ｓ′層の一部と導電性薄膜６
ｂとが各々電気的に接続されるように配置されている。
６Ｃは、Ｃｕ２Ｓ層３と導電性薄膜６ｂとを電気的に接
続するためにＣｕ２Ｓ層３上にｐｔペーストにより形成
した電気接続端子である。ガラス板６と銅箔１とはエポ
キシ樹脂系接着剤７により接着されている。８は、ゲル
マニウム・ダイオードであり、図中、ダイオードの回路
記号で示したように、Ｃｄ５層２から電子がＣｕ負極層
５へ流れ込むように接続されている。９は■極端子、１
ｏはｅ極端子である。
続するためにＣｕ２Ｓ層３上にｐｔペーストにより形成
した電気接続端子である。ガラス板６と銅箔１とはエポ
キシ樹脂系接着剤７により接着されている。８は、ゲル
マニウム・ダイオードであり、図中、ダイオードの回路
記号で示したように、Ｃｄ５層２から電子がＣｕ負極層
５へ流れ込むように接続されている。９は■極端子、１
ｏはｅ極端子である。
第２図は、このような太陽光蓄電池を、３０分間太陽光
にさらした後、暗所で■極端子９とｅ極端子１Ｑを通し
て２０℃で５０μムの一定電流で３ｏ分間放電した際の
■極端子９とｅ極端子１０間の電圧変化を示したもので
ある。
にさらした後、暗所で■極端子９とｅ極端子１Ｑを通し
て２０℃で５０μムの一定電流で３ｏ分間放電した際の
■極端子９とｅ極端子１０間の電圧変化を示したもので
ある。
図中、１Ｑサイクル目、１００サイクル目トするのは、
３０分間太陽光による充を行った後、５０μ人で３０分
間放電する充・放電サイクルを１０サイクル、１００サ
イクルくり返した際の放電時の端子間電圧の変化を示し
たものである。１ｏＯサイクル後でもほとんど初期特性
と変りない放電特性を与える。
３０分間太陽光による充を行った後、５０μ人で３０分
間放電する充・放電サイクルを１０サイクル、１００サ
イクルくり返した際の放電時の端子間電圧の変化を示し
たものである。１ｏＯサイクル後でもほとんど初期特性
と変りない放電特性を与える。
発明の効果
以上のように本発明によれば、太陽光発電部のｐ型半導
体であるＣｕ２Ｓを、固体電解質二次電池より成る蓄電
部の正極としても作用させることで、構成要素の数を従
来の５つから４つに減じた太陽光蓄電池を提供できる。
体であるＣｕ２Ｓを、固体電解質二次電池より成る蓄電
部の正極としても作用させることで、構成要素の数を従
来の５つから４つに減じた太陽光蓄電池を提供できる。
第１図は本発明の実施例の１つである太陽光蓄電池の断
面構造を示す略図、第２図は実施例の太陽光蓄電池の放
電特性を示す図、第３図は本発明の太陽光蓄電池に用い
られるＣｕ イオン導電性固体電解質膜の光吸収スペク
トルを示す図である。 １・・・・・・銅箔、２・・・・・・ＣｄＳ層、３・・
・・・・Ｃｕ２Ｓ層、４・・・・・・Ｃｕ イオン導
電性固体電解質層、５・・・・・・Ｃｕ負極層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−一釧箔 ２−−−ｃｔｓ４ 第１図 ｓ−ｃムヌ極１ 第２図 ｏ ｔｏ ｚｏ
、３゜Ｌ電時間ｃ公２
面構造を示す略図、第２図は実施例の太陽光蓄電池の放
電特性を示す図、第３図は本発明の太陽光蓄電池に用い
られるＣｕ イオン導電性固体電解質膜の光吸収スペク
トルを示す図である。 １・・・・・・銅箔、２・・・・・・ＣｄＳ層、３・・
・・・・Ｃｕ２Ｓ層、４・・・・・・Ｃｕ イオン導
電性固体電解質層、５・・・・・・Ｃｕ負極層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−一釧箔 ２−−−ｃｔｓ４ 第１図 ｓ−ｃムヌ極１ 第２図 ｏ ｔｏ ｚｏ
、３゜Ｌ電時間ｃ公２
Claims (3)
- （１）（ａ）ｐ型半導体Ｃｕ＿２Ｓを正極とし、Ｃｕ＾
＋イオン導電性固体電解質と、金属銅を主体とする負極
とにより構成される蓄電部と；（ｂ）ｎ型半導体ＣｄＳ
と前記蓄電部（ａ）の正極であるｐ型半導体Ｃｕ＿２Ｓ
との接合により形成されるｐ／ｎ接合より成る発電部と
により構成され、前記ｎ型半導体ＣｄＳと前記金属銅を
主体とする負極とが電気的に接続されていることを特徴
とする太陽光蓄電池。 - （２）ｎ型半導体ＣｄＳと金属銅を主体とする負極とが
、ｎ型半導体ＣｄＳから金属銅を主体とする負極へ向か
って電子が流れる方向を順方向として、ダイオードを介
して電気的に接続されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の太陽光蓄電池。 - （３）Ｃｕ＾＋イオン導電性固体電解質が一般式、Ｒｂ
Ｃｕ＿４Ｉ＿２＿−＿ｘＣｌ＿３＿＋＿ｘ（ｘ＝０．２
５〜０．７５） で表わされる化合物であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の太陽光蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092711A JPH07118333B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 太陽光蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092711A JPH07118333B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 太陽光蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62249366A true JPS62249366A (ja) | 1987-10-30 |
| JPH07118333B2 JPH07118333B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=14062049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61092711A Expired - Lifetime JPH07118333B2 (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 太陽光蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118333B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262673A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光二次電池 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766868U (ja) * | 1980-10-08 | 1982-04-21 | ||
| JPS59107577A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-06-21 | サン−ゴ−バン・ルシエルシユ | 硫化カドミウム−硫化第一銅光電池の製法 |
| JPS60264060A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽光蓄電装置 |
| JPS62102266U (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-29 |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP61092711A patent/JPH07118333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5766868U (ja) * | 1980-10-08 | 1982-04-21 | ||
| JPS59107577A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-06-21 | サン−ゴ−バン・ルシエルシユ | 硫化カドミウム−硫化第一銅光電池の製法 |
| JPS60264060A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽光蓄電装置 |
| JPS62102266U (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-29 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262673A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07118333B2 (ja) | 1995-12-18 |
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