JPS63234567A - 透光性太陽電池 - Google Patents

透光性太陽電池

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JPS63234567A
JPS63234567A JP62067878A JP6787887A JPS63234567A JP S63234567 A JPS63234567 A JP S63234567A JP 62067878 A JP62067878 A JP 62067878A JP 6787887 A JP6787887 A JP 6787887A JP S63234567 A JPS63234567 A JP S63234567A
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JP
Japan
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solar cell
light
translucent solar
selective reflection
reflection film
Prior art date
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Pending
Application number
JP62067878A
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English (en)
Inventor
Shoichi Onda
正一 恩田
Hideki Nakabayashi
英毅 中林
Takeshi Ishikawa
岳史 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、透明導電膜とアモルファス半導体膜とを用い
て構成された透光性太陽電池に関する。
(従来の技術) 従来この種の太陽電池は、ガラス基板上に透明導電膜、
アモルファス半導体膜および透明導電膜を順次被着させ
て構成されており、透光性という特徴を利用して車両の
窓ガラス、サンルーフ、サンバイザおよび一般建築物の
ガラス装飾体等、電力を必要とするもののガラス部材へ
の応用が望まれている。しかしながら」−記の如き透光
性太陽電池の場合、光の透過率と出力電力とは相反する
関係にあり、透過率を上げるためにアモルファス半導体
膜を薄くすれば出力電力が低下し、逆に出力電圧を上げ
るためにアモルファス半導体膜を厚くすれば透過率が低
下するという問題がある。このため上記従来例では、比
較的高い光透過率を必要とするガラス部材に応用する場
合、時計用窓ガラスといった消費電力の小さいものへの
応用が実車1可能なアイデアとして考えられているにす
ぎず、光の透過率と出力電力の高いレベルでの両立が強
く望まれている。さらに車両用窓ガラスの場合、透過率
および色に対する規定があり、かつ比較的高い電力が要
求されることから、透過率と出力電圧の両立の他に色の
制御も要求される。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、透光性太陽電池を透過する光を有効に利用し
て太陽電池の変換効率を向上させることにより、光の透
過率および出力電力の高いレベルでの両立を可能にし、
さらに透過光の色の制御をも可能にしようとするもので
ある。
(問題点を解決するための手段) 本発明では、ガラス基板上に透明導電膜、アモルファス
半導体膜および透明導電膜を順次被着させてなる透光性
太陽電池において、該太陽電池の光透過側に透過光のう
ち特定の波長領域の光を反射し、その他の波長領域の光
を透過させる選択反射膜を設けて、この選択反射膜で選
択的に反射した光を再度透光性太陽電池に入射させてい
る。
(作用) 人間の目で見ることができる光は波長が400〜780
nm(ここにnmは1×10−9メートル)の領域であ
るが、この可視領域の中でも人間の目が光を感じる度合
い、即ち視感度は波長によって大きく異なり、第2図に
実線で示すように540〜560nmの波長が最も視感
度が高く、その前後の波長領域では視感度は急激に低下
する。一方アモルファス半導体として例えばa −3i
の光電変換作用における感度は、第2図に破線で示すよ
うにピークの波長が視感度とほぼ一致するがその特性は
視感度に比べて穏やかである。このため、470nm以
下および650nm以上の波長領域では、視感度は著し
く低下しているがa −5iは比較的高い感度を有して
いる。そこで本発明では、a −5Lを用いた透光性太
陽電池の場合には、例えば第3図に示すような650n
m以上の波長領域を反射する特性を有する選択反射膜を
透光性太陽電池の光透過側に設け、透光性太陽電池にお
いて光電変換に寄与した後に該透光性太陽電池を透過し
た光を、選択反射膜において650nm以下の波長領域
は透過させかつ650nm以上の波長領域は反射して透
光性太陽電池に再入射させ、再度光電変換に寄与させる
ことにより、前述の如(650nm以上の波長領域では
視感度は著しく低くかつa −5iは比較的高い感度を
有しているから、視感的な光の透過率を損なうことなく
透光性太陽電池の光電変換効率を向」二させることがで
きる。なお、この時の本発明による上記透光性太陽電池
の光の透過率を第4図に示す。従って、アモルファス半
導体膜の膜厚と選択反射膜の特性を適当に設定すること
により、光の透過率と出力電力を高いレベルで両立する
ことが可能となる。
また任意の色の透過光が要求される場合には、選択反射
膜の特性を任意の色の波長領域を透過させその他の波長
領域を反射するように設定することにより達成され、透
過率と出力電力の両立に加、えて色の制御が可能である
(実施例) 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例の断面図であり、第1図に示
すように本実施例は、ガラス基板1上に透明導電膜2、
アモルファス半導体膜3、および透明導電膜4を順次被
着させてなる透光性太陽電池基板と、その−主面に選択
反射膜6を被着させたカバーガラス7とを、透明透電膜
4および選択反射膜6間において透明樹脂5により接着
したもので、以下の如く作製される。
ガラス基板1の一生面に透明導電膜2としてITO層を
1800人、 SnO2層を200人ずつ順次形成し、
この透明導電膜2」―にアモルファス半導体膜3として
P −CVD法でa−3iの2層を150人〜200人
、i層を1000〜3000人、n層を300人ずつ順
次形成した後、アモルファス半導体膜3上に透明導電膜
4としてITOを電子ビーム蒸着機により1000人〜
2000人蒸着して透光性太陽電池基板を構成する。な
お本実施例ではITOのみで透明導電膜4を形成したが
、In拡散を防止する為にはS n O、、層」二にI
TO層を重畳せしめた構成の方が好ましい。
一方、カバーガラス7の一生面に選択反射膜6として電
子ビーム蒸着機によりMgFz (屈折率n= 1.3
9)を100人、 Tie、 (n =2.5)を10
0人ずつ順次蒸着する。ここで選択反射膜6は、屈折率
の異なる膜を積層させることにより構成され、材質、膜
厚、積層数、積層順によって様々な波長領域の光を反射
する特性を得ることができる。また材料としては5in
2(n =1.45) 、Al□03(n =1.62
) 、ZrO,(n =2.05) 、Zn5n (n
 =2.35) 、Mg0(n = 1.75)等も利
用することができる。本実施例では選択反射膜6のTi
02層側から光が入射してカバーガラス7から外部へ透
過するので、カバーガラス7を含めた選択反射膜6の反
射率の特性を第5図に示す。なお、実際には透明樹脂5
として後述するEVA (n =1.5)を介して選択
反射膜6に光が入射するので第5図から若干特性が変化
する。
次に、前述のように作製した透光性太陽電池基板(1,
2,3,4)の透明導電膜4側とカバーガラス7の選択
反射膜6側との間に透明樹脂5として厚さ0.2+nm
のEVAシートを挟み、120℃に加熱して真空加圧を
行うことにより、泡残りなく気密に透光性太陽電池基板
とカバーガラス7とを接着する。なお、透明樹脂5とし
てはシリコン樹脂でも可能であり、この場合耐水性、耐
候性が優れている。
上記のように構成した本実施例において、a−5iの感
度と視感度との関係は第2図に示したとおりであるので
、第5図に示す反射特性を備えた選択反射膜6(カバー
ガラス7を含む)により、ガラス基板1から入射して透
光性太陽電池基板を透過した光のうち600nm以上の
波長領域を反射して透光性太陽電池基板に再入射させる
ことによって、視感的な光の透過率を損なうことなく出
力電力を向上させることができる。
また、本実施例において着色の透過光が要求される場合
は、選択反射膜6の材質、膜厚、積層数、積層順を適当
に設定することにより任意の色に対応する波長領域のみ
を透過させることができる。
ただし、第6図に示すようにa −3iを用いた透光性
太陽電池の場合、実線で示す500nm以下の波長領域
の光は太陽電池中でほとんど吸収され、破線で示す50
0〜600nmの波長領域の光はある程度透過し、一点
鎖線で示す600nm以上の波長領域の光は比較的多く
透過するので、透過光の色の制御は500nm以上の波
長領域での制御となり、例えば選択反射膜6で550n
m以上の波長領域を反射すれば透過光は500〜550
nmとなって緑色から黄色の間の色となり、また550
nm以下を反射すれば透過光は赤色が強くなる。色の濃
度については第6図中i層を薄くすれば明るくなり、色
の制御範囲も広がる また、本発明の他の実施例としてアモルファス半導体に
a −3iCを用いた場合を説明する。
a−3iCの光電変換における感度は、第7図に破線で
示すように前述のa−3iの特性よりも短波長側に移動
し、そのピークや視感度が低くかつ光電変換の感度が高
い領域が太陽電池内に吸収され易い波長領域となるので
、本実施例の場合、a−3iC膜を薄くして光の透過率
を上げ、短波長の光でも透過できるようにするとともに
、a−3iCの感度のピーク付近よりも短波長側の領域
を選択反射膜で反射するように構成することにより、a
 −3iCの感度のピークの波長領域を有効に利用する
ことができ、かつ光の透過率も損なうことがない。また
透過光の色の制御を考えると、8一 本実施例は透過する光の波長領域がa −3Lを用いた
場合に比べて広域になるので、色制御の範囲も広がる。
(a−5iC以外ではa −SiNでもよい)その他案
流側としては、透過光量を増やすため図6におけるn層
を微結晶化する方法も行なった。
これは微結晶化することによりバンドギャップを広げ光
の透過率を増加させるものである。その効果はn層以外
すべて同じ条件の時は、透過率は約10%向上した。
(効果) 以上説明したように、本発明は、ガラス基板上に透明導
電膜、アモルファス半導体膜および透明導電膜を順次被
着させてなる透光性太陽電池において、透光性太陽電池
の光透過側に透過光のうち特定の波長領域の光を反射す
る選択反射膜を設けたものであり、この選択反射膜にお
いて視感度が低い波長領域の光を反射させて透光性太陽
電池に再入射させることにより、視感的に光の透過率を
損なうことなく透光性太陽電池の光電変換効率を向上さ
せることができるので、高いレベルで透過率と出力電力
とを面立させることができ、さらに選択反射膜において
任意の色の波長領域の光を透過させ、その他の波長領域
の光を反射させることにより、透過光の色の制御も可能
となるので、広範囲にわたる透光性太陽電池の応用を可
能にするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図はa −5
iの光電変換における感度と視感度との関係を示す図、
第3図は本発明における選択反射膜の特性の一例を示す
図、第4図は本発明による透光性太陽電池の透過率の一
例を示す図、第5図は本発明の一実施例の選択反射膜の
特性を示す図、第6図はa −8iを用いた透光性太陽
電池内での光の吸収を示す図、第7図はa −3iCの
光電変換の感度と視感度との関係を示す図である。 特許出願人  日本電装株式会社 一11= −自   0 閉意戦畷 ′8   S   O 回葵賠ン 8   呂   ○ 噛鴨併メ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガラス基板上に透明導電膜、アモルファス半導体
    膜および透明導電膜を順次被着させてなる透光性太陽電
    池において、前記透光性太陽電池の光透過側に透過光の
    うち特定の波長領域の光を反射する選択反射膜を設けた
    ことを特徴とする透光性太陽電池。
  2. (2)前記選択反射膜は、視感度の低い波長領域の光を
    反射することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    透光性太陽電池。
  3. (3)前記選択反射膜は、任意の色の波長領域の光を透
    過させ、その他を反射することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の透光性太陽電池。
JP62067878A 1987-03-24 1987-03-24 透光性太陽電池 Pending JPS63234567A (ja)

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