TW201304153A - 複合玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於獲得一種阻斷紅外光及/或紫外光之複合玻璃板。將形成有透明導電膜之2片玻璃板以各自之透明導電膜對向之方式進行配置，且將其中一片玻璃板作為光入射側電極配置二氧化矽粒子層，並於2片玻璃基板之間填充無色電解質，藉此可阻斷紅外光並發電。進而，亦藉由於另一玻璃基板上配置二氧化鈦層而阻斷紫外光。藉由將該複合玻璃板用作窗用玻璃板，可僅將紅外光及/或紫外光阻斷並使其僅透過開口。
Description
本發明係關於一種複合玻璃板。
用於建築物之窗戶等之玻璃板只要能使可見光透過則其功能便已充分，但不需要或有害之可見光以外的光亦可透過。
尤其是太陽光中所包含之波長比可見光短之紫外線會對人體造成傷害或導致室內器具等之劣化。
又，波長比可見光長之紅外線作為熱線使室內溫度過度地上升。
為了應對該問題，將用於建築物窗戶等之玻璃板層疊2層並於其間封入氣體使其具有隔熱功能之雙層玻璃、挾入樹脂而提高耐性之夾層玻璃、於表面形成金屬薄膜以阻斷紫外光/紅外光之光線阻斷玻璃、及將金屬膜形成為格子狀而阻斷電磁波之屏蔽玻璃等功能玻璃得以實用化。
作為避免不需要之紅外光之透過的方法，可有藉由玻璃板本身所含之成分、或於玻璃板表面塗佈紅外光吸收物質而吸收紅外光，或如日本專利特開2002-345145號公報所揭示之方法。
於玻璃上設置厚度為欲阻斷之光之波長的四分之一的薄膜，並藉由於該薄膜兩側之界面反射之光的干涉而抑制透過
光之光線阻斷玻璃揭示於“http：//www.aist.go.jp/aist_i/press_release/pr20070625/pr20070625.html”。
圖1所示之該紅外光阻斷玻璃板係於玻璃板1之表面塗佈作為低折射率材料之二氧化矽膜2，並於其上塗佈作為高折射率材料之二氧化鈦膜3，使入射紅外光與於玻璃板表面反射之反射紅外光發生干涉而獲得82%之可見光透過率、50%之紅外光反射率。
由於該紅外光阻斷玻璃之塗佈膜厚度為阻斷光之波長的四分之一，故藉由膜厚而抑制透過之光的波長有限定。
以下，於本說明書中，紫外光以塗有陰影之箭頭表示，可見光以白箭頭表示，紅外光以黑箭頭表示。
又，較大地衰減之透過光係將箭頭縮短而表示，未衰減或衰減量較少之透過光係將箭頭保持原樣地表示。
正在策劃於建築物、尤其是高層建築物中利用佔據較大外表面之窗玻璃構成太陽電池，但未有可作為必需使可見光透過之複合玻璃板加以利用之太陽電池。
作為相對廉價之太陽電池，有使用二氧化鈦(TiO2)且利用作為本多-藤島效應而為人所知之作用之太陽電池。
根據圖2對二氧化鈦太陽電池之基本構成進行說明。
該圖中11及13係玻璃基板，且各自於一個面上形成有FTO(Fluorinated Tin Oxide，氟化錫氧化物)透明導電膜12，光自玻璃基板11側入射。16為多孔質二氧化鈦燒結體。15
為電解液，通常使用於碘化鉀水溶液中溶解有碘之碘系電解質。
再者，14為密封材，17為電阻器等負載。
二氧化鈦發電之光僅為波長380 nm以下之紫外光，該波長區域之紫外光僅為太陽光中之4%。因此，作為最豐富之光源之太陽光的利用效率最大為4%，實際上最多為1%，太陽光之利用效率極低。
為了彌補可利用之波長區域較窄之二氧化鈦太陽電池的缺點，作為格雷策爾電池已知有藉由使釕錯合物色素吸附於燒結多孔質二氧化鈦而將可利用之光範圍擴展至波長比紫外光長之可見光區域之色素增感太陽電池(DSSC：Dye Sensitized Solar Cell)。
根據圖3對色素增感太陽電池之基本構成進行說明。
該圖中11及13係玻璃基板，且各自於一個面上形成有FTO透明導電膜12，光自玻璃基板11側入射。18為吸附有釕錯合物色素之多孔質二氧化鈦燒結體。15為電解液，通常使用於碘化鉀水溶液中溶解有碘之碘系電解質。
再者，14為密封材，17為電阻器等負載。
色素增感太陽電池之太陽光利用效率理論上為30%，實際上最大為10%。
二氧化鈦具有光觸媒功能，於日本專利特開2004-290748號公報及日本專利特開2004-290747號公報中揭示有使用
以氫鹵酸處理之熔融石英粒子作為同樣地具有光觸媒功能之材料。
同樣地，於國際公開公報WO2005/089941號中揭示有使用以氫氟酸處理之人工水晶粒子作為具有光觸媒能力之材料。
該人工水晶光觸媒係於較日本專利特開2004-290748號公報及日本專利特開2004-290747號公報所揭示之以熔融石英作為原材料之光觸媒更廣之200~800 nm的波長區域作為光觸媒而發揮作用。
進而，本發明者等人發現以人工水晶為代表之二氧化矽可作為太陽電池而利用，該太陽電池記載於國際公開公報WO2011/049156號。
該二氧化矽無色。
即便二氧化矽不為結晶質之人工水晶而為石英玻璃、無鹼玻璃、硼矽玻璃、鈉鈣玻璃等為非晶質之玻璃粒子，亦可藉由氫鹵酸處理而作為太陽電池材料發揮作用。
根據圖4對WO2011/049156號所記載之二氧化矽太陽電池之構成例進行說明。
該圖中21及23係玻璃基板，且於一個面上形成有FTO透明導電膜22，光自玻璃基板21側光入射。29為粉碎二氧化矽煅燒體而得之粒狀體。電解液與二氧化矽粒狀體29共存，且通常使用於碘化鉀水溶液中溶解有碘之碘系電解質。
於光入射側之玻璃基板21之FTO層22上形成有氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(TiO2)等n型半導體層。
於非光入射側之玻璃基板23之FTO層22上形成有鉑膜28。
再者，24為密封材，27為電阻器等負載。
有機電解質係將LiI 0.1 mol、I2 0.05 mol、1,4-第三丁基吡啶0.5 mol、及四丁基碘化銨添加至0.5 mol乙腈溶劑中而成者。
[專利文獻1]日本專利特開2002-345145號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-290748號公報
[專利文獻3]日本專利特開2004-290747號公報
[專利文獻4]國際公開公報WO2005/089941號
[專利文獻5]國際公開公報WO2011/049156號
非專利文獻1：http：//www.aist.go.jp/aist_i/press_release/pr20070625/pr20070625.html
本申請之發明之課題在於獲得可減少入射至建築物等之紅外光及/或紫外光之透過量之窗用玻璃。
又，本發明之課題在於獲得可調節紅外光及/或紫外光之透過量之窗玻璃。
又，本發明之課題在於獲得可藉由入射光發電之窗玻璃。
又，本發明之課題在於獲得由無色或淡色之太陽電池形成之複合玻璃板。
本發明者等人發現，只要採用適當的電解質即可構成能作為窗玻璃使用之太陽電池。
本申請之發明係於包含二氧化鈦與碘系電解質之太陽電池組合經氫鹵酸處理之結晶質之人工水晶粒子或經氫鹵酸處理之非晶質之石英玻璃、無鹼玻璃、硼矽玻璃、鈉鈣玻璃等玻璃粒子而構成太陽電池，並將該太陽電池作為窗用玻璃板而使用。
具體而言，將形成有透明導電膜之2片玻璃板係使各自之透明導電膜對向而配置，於其中一片玻璃板上配置二氧化鈦膜並設為光入射側電極，於另一片玻璃板上之鉑電極上配置二氧化矽粒子，並於2片玻璃板之間封入無色透明之電解液而構成複合玻璃板。
本申請之發明之進一步的特徵為如下所述。
(1)一種複合玻璃板，其係將形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，並於其中一片玻璃基板上配置二氧化矽粒子，於2片玻璃基板之間填充電解
質，且將透明導電膜連接至外部負載。
(2)一種複合玻璃板，其係將形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，並於其中一片玻璃基板上配置二氧化矽粒子，於另一片玻璃基板上配置二氧化鈦矽粒子層，於2片玻璃基板之間填充電解質，且將透明導電膜連接至外部負載。
(3)一種矽太陽電池保護用複合玻璃板，其係將形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，並於其中一片玻璃基板上配置二氧化矽粒子，於2片玻璃基板之間填充電解質，且將透明導電膜連接至外部負載。
(4)一種複合玻璃板，其係將形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，並於其中一片玻璃基板上配置二氧化矽粒子，於2片玻璃基板之間填充電解質，將透明導電膜連接至外部負載，且進而於同一框體中收納有矽太陽電池。
採用使用二氧化矽之太陽電池構成之本申請之發明的複合玻璃板可藉由入射之紅外光而發電，而且使紅外光之透過量減少80~85%。
又，將採用使用二氧化鈦之太陽電池構成之複合玻璃板與採用使用二氧化矽之太陽電池構成之複合玻璃板相對於入射光串列地進行配置，藉此，可藉由採用使用二氧化鈦之太
陽電池構成之複合玻璃板阻斷紫外光，並藉由採用使用二氧化矽之太陽電池構成之複合玻璃板阻斷紅外光。
本發明者等人對二氧化矽太陽電池進一步進行研究，結果發現亦可藉由幾乎不含紫外光之白熾燈泡發出之光發電。
由於自白熾燈泡放射之光為黑體輻射光，所含之紫外光極少，大部分為可見光及紅外光。因此，可知二氧化矽太陽電池可藉由可見光及紅外光而發電。
使用100 mm×100 mm之玻璃板製作上述構成之二氧化矽太陽電池，使自500 W之紅外線燈泡發出之紅外光自二氧化鈦側照射，比較照射面之溫度與二氧化矽太陽電池背後10 cm位置之溫度變化。
其結果，照射面之溫度與背後位置之溫度產生較大之差，從而確認出藉由二氧化矽太陽電池實現之紅外光阻斷效果。
又，若切斷外部負載9，則紅外光阻斷效果變小，因此可說以二氧化矽太陽電池進行發電則有助於玻璃板之紅外光阻斷效果。
二氧化矽太陽電池藉由紅外光而發電僅發生在於FTO透明導電層22與FTO透明導電層24之間連接有負載時，未連接負載時則不發電。
換言之，二氧化矽太陽電池在連接有負載而發電時因發電之緣故而消耗入射之紅外光，但於未連接負載而不發電時則
不消耗入射之紅外光。
換言之，於負載連接至二氧化矽太陽電池時，入射之紅外光被消耗掉而使得紅外光透過量減少，於未連接負載時入射之紅外光透過量未減少。
此意味著藉由將負載連接至二氧化矽太陽電池與否或使負載發生變化，可使紅外光之透過量發生變化。
而且，藉由將二氧化矽太陽電池作為矽太陽電池之外罩，可阻斷導致溫度上升之有害之紅外光之透過。
二氧化矽太陽電池可使用與光入射側相同之透明導電體而非碳或金屬板般之非透光性材料作為相對電極，故可構成光透過性太陽電池。
注意到該等情況，從而形成了本申請之複合玻璃板及矽太陽電池單元之發明，其可藉由阻斷不需要之紅外光之透過而阻止矽太陽電池之發電量下降。
將對該太陽電池構成之窗用板玻璃與構成該太陽電池之兩側之2片FTO玻璃的光透過率進行測量之結果示於表1。
該表1中，上段之數字為透過率，下段括弧內之數字為阻斷率。
如該表所示，該太陽電池將470 nm以下之波長區域之光幾乎100%阻斷，與此相對，FTO玻璃將289 nm以下之波長區域之光幾乎100%阻斷，而可使289 nm~470 nm之波長區域之光透過65%以上。
又，太陽電池可阻斷800 nm之波長之光的84.7%，與此相對，FTO玻璃之阻斷率僅為15.7%。
對本申請之發明之複合玻璃板與通常之玻璃板的熱線阻斷效果進行測量。
測量係就厚度不同之本申請之發明之複合玻璃板與作為比較之通常之玻璃板而進行，為排除熱對內部之影響，而將複合玻璃板安裝於長方體形狀之白箱之一個面，並將包含紅外光之光照射至複合玻璃板，測量箱內外之溫度。將外部負載連接至本申請之發明之複合玻璃板，並使該外部負載發生變化。
使用100 mm×100 mm之玻璃板製作上述構成之二氧化矽太陽電池，使自500 W之紅外線燈泡發出之紅外光自二氧化鈦側照射，比較照射面之溫度與二氧化矽太陽電池之背後10 cm位置之溫度變化。
將該結果示於表2。
該表2中複合玻璃板B厚於複合玻璃板A。又，複合玻璃板C使複合玻璃板B之負載增大。
[表2]
如自表2之資料所理解般，於使用通用玻璃板之情形時，箱內外之溫度差未達10℃，與此相對，於本申請之發明之玻璃板之情形時，顯示出15~20℃之較大溫度差。
其中，複合玻璃板C與差異僅在於使負載增大之複合玻璃板B之間產生達到3℃之較大溫度差，此情況清楚地顯示本申請之發明之玻璃板藉由利用紅外線進行之發電而阻斷紅外線。
如上所述，照射面之溫度與背後位置之溫度產生較大之差，從而確認出藉由二氧化矽太陽電池而實現之紅外光阻斷效果。
又，若切斷外部負載，則紅外光阻斷效果變小，因此可認為以二氧化矽太陽電池進行之發電有助於玻璃板之紅外光阻斷效果。
基於該見解，本申請中，構成使有助於矽太陽電池之發電之可見光及紫外光透過，且阻斷無助於發電而導致矽太陽電池電動勢降低之紅外光之複合玻璃板及組合使用該複合玻璃板以避免導致電動勢降低之溫度上升之矽太陽電池單元。
根據圖5說明實施例1之複合玻璃板。
實施例1之複合玻璃板係基於圖2所示之二氧化鈦之構成而構成圖4所示之先前發明之二氧化矽太陽電池，並作為複合玻璃板。
圖5中，21係包含通用玻璃板之玻璃基板，於其一個面上形成FTO等透明導電膜22，設為光入射側面。23係包含與21相同之通用複合玻璃板之玻璃基板，於其一個面上形成FTO等透明導電膜22，設為光出射側面。玻璃基板21與玻璃基板23係使雙方之透明導電膜22對向而配置。
於光入射側玻璃基板21之透明導電膜22上配置有二氧化矽粒子煅燒體。
二氧化矽粒子係經氫鹵酸處理之結晶質之人工水晶粒或將非晶質玻璃粒粉碎至粒徑為0.2 mm以下，較理想為500 nm以下之人工水晶粒子，將二氧化矽粒子煅燒體與乙醇混合並塗佈於形成有鉑等層之透明導電膜22上後加以乾燥。
作為二氧化矽粒，可使用作為二氧化矽之結晶質之水晶或作為非晶質之石英玻璃、無鹼玻璃、硼矽玻璃、鈉鈣等之玻璃粒，將粗粉碎之二氧化矽粒浸漬於氫氟酸水溶液中，隨後將水晶粒或玻璃粒於水洗後乾燥，其後進行微粉碎。除氫氟酸以外亦可使用氫氯酸或氫溴酸作為氫鹵酸，較佳為氫氟酸。
二氧化矽粒徑並不限定於500 nm以下之微粒子，亦可使用0.2 mm左右粒徑之粒子。
光入射側電極除二氧化鈦外，亦可使用CuO、MgO、ZnO、SrTiO3、氮化碳、及石墨等。
於2片玻璃基板21與23之間填充有透明電解質25。
24為密封材，27為外部負載。
電解質25最簡易地使用於碘化鉀水溶液中溶解有碘之碘系電解質，但由於該電解質可透明亦可有色，故而不適於用作窗玻璃。
當前，作為無色電解質，可使用以下組成之電解質。
以1-乙基-3-甲基咪唑鎓碘化物：0.4 M
四丁基碘化銨：0.4 M
4-第三丁基吡啶：0.2 M
胍異硫氰酸酯：0.1 M
製備碳酸伸丙酯液。
該電解液於I2、Br2等鹵素分子之濃度為0.0004 mol/l以下之情形時，於可見光區域中幾乎為無色透明。
此外，亦可使用以下電解質。
將碘化鋰(LiI)0.5 mol、金屬碘(I2)0.05 mol以分子量220之聚乙二醇作為溶劑而製備者。
進而，亦可使用以下電解質。
於將碘化鋰(LiI)0.5 mol、金屬碘(I2)0.05 mol溶解至甲氧基丙腈中而成者中加入增黏劑，並進一步為了提高開放電動勢與填充因數而添加4-第三丁基吡啶者。
作為獲得最高值之電解質有以下物質。
將LiI與I2於溶劑中與3-甲氧基丙腈、作為降低黏性使離子之擴散順利進行之常溫熔鹽的1-丙基-2,3雙甲基咪唑鎓碘化物、及防止逆電流提高開放發電壓之4-第三丁基吡啶以既定比混合者。
再者，於不要求為無色透明之情形時，亦可使用濃度降低之碘系電解液等有色電解液。
亦可使用乙酸或檸檬酸等作為無色電解質。
根據圖6說明實施例2之複合玻璃板。
實施例2之複合玻璃板係將圖2所示之習知技術之二氧化鈦太陽電池之構成轉用於複合玻璃板者。
該圖中，31係包含通用玻璃板之玻璃基板，於其一個面上形成FTO等透明導電膜32，設為光入射側面。
33係包含與31相同之通用玻璃板之玻璃基板，於其一個面上形成FTO等透明導電膜32，設為光出射側面。
又，玻璃基板31與玻璃基板33係使雙方之透明導電膜32對向而配置。
於光入射側玻璃基板31之透明導電膜32上配置二氧化鈦層，並於2片玻璃基板之間填充透明電解質35，自2層透明導電膜輸出。
二氧化鈦層36存在為藉由濺鍍、化學蒸鍍法(CVD，
chemical vapor deposition，化學氣相沈積)、物理蒸鍍法(PVD，physical vapor deposition，物理氣相沈積)、溶膠-凝膠法、鍍覆法、電解聚合法、及分子前驅物法等方法而形成之二氧化鈦膜之情形，與為藉由燒結等方法而固體化之二氧化鈦多孔質燒結體之情形。
於分子前驅物法之情形時，為提昇功能，較理想的是另外添加二氧化鈦粒子。
電解質35最簡易地使用於碘化鉀水溶液中溶解有碘之碘系電解質，但由於該電解質可透明亦可有色，故而不適於用作窗玻璃。
當前，作為無色電解質，可使用以下組成之電解質。
以1-乙基-3-甲基咪唑鎓碘化物：0.4 M
四丁基碘化銨：0.4 M
4-第三丁基吡啶：0.2 M
胍異硫氰酸酯：0.1 M
製備碳酸伸丙酯液。
該電解質於I2、Br2等鹵素分子之濃度為0.0004 mol/l以下之情形時，於可見光區域中幾乎為無色透明。
此外，無色透明之乙酸或檸檬酸等亦可作為無色透明之電解液而使用。
實施例2之複合玻璃板將470 nm以下之波長區域之光幾乎100%阻斷。
根據圖7說明實施例3之複合玻璃板。
實施例2之複合玻璃板係將圖3所示之習知技術之色素增感二氧化鈦太陽電池轉用於複合玻璃板者。
實施例3之複合玻璃板與實施例2之複合玻璃板的不同之處僅在於如下方面：實施例2之複合玻璃板之二氧化鈦層為二氧化鈦膜或二氧化鈦多孔質燒結體，與此相對，實施例3之複合玻璃板為將釕錯合物色素等色素吸附於燒結多孔質二氧化鈦，並無其他不同之處，故而省略進一步之說明。
於裝飾用途等透過光亦可有色之情形時，亦可使用即便為可見光亦發電之色素增感太陽電池構成之複合玻璃板。
實施例3之複合玻璃板藉由增感色素，不僅紫外光區域，可見光區域之光亦引起發電，故不僅可阻斷紫外光區域之光，亦可阻斷可見光區域之光。
根據圖8說明實施例4之複合玻璃板。
實施例4之複合玻璃板係將實施例1之使用二氧化矽之複合玻璃板與實施例2之使用二氧化鈦之複合玻璃板串列地進行配置者，故而省略再次說明。
使用二氧化鈦之複合玻璃板發電之紫外光與二氧化矽阻斷/發電之可見光/紅外光相比難以透過複合玻璃板中，故而較佳為將使用二氧化鈦之複合玻璃板配置於光入射之側。
根據圖9說明實施例5之複合玻璃板。
實施例5之複合玻璃板係將實施例2之使用二氧化鈦之複合玻璃板與實施例1之使用二氧化矽之複合玻璃板以電解質作為共用要素而一體化者。
二氧化鈦發電之紫外光與二氧化矽阻斷/發電之可見光/紅外光相比難以透過玻璃板中，故而於光入射之側之玻璃基板上配置二氧化鈦層。
圖9中，41係包含通用玻璃板之玻璃基板，於其一個面上形成FTO等透明導電膜42，設為光入射側面。43係包含與41相同之通用玻璃板之玻璃基板，於其一個面上形成FTO等透明導電膜42，設為光出射側面。玻璃基板41與玻璃基板43係使雙方之透明導電膜42對向而配置。
於光入射側玻璃基板41之透明導電膜42上配置二氧化鈦層46，並於光出射側玻璃基板43之透明導電膜42上配置二氧化矽粒子煅燒體50。
於2片玻璃基板41、43之間填充無色電解質45。
44為密封材，47為外部負載，且連接至透明導電膜42、42。
二氧化鈦層46存在為藉由濺鍍、化學蒸鍍法(CVD)、物理蒸鍍法(PVD)、溶膠-凝膠法、鍍覆法、電解聚合法、及分子前驅物法等手段而形成之二氧化鈦膜之情形，與為藉由燒
結等方法而固體化之二氧化鈦多孔質燒結體之情形。
於分子前驅物法之情形時，為提昇功能，較理想的是另外添加二氧化鈦粒子。
於光入射側除二氧化鈦外亦可使用CuO、MgO、ZnO、SrTiO3、氮化碳、及石墨等。
二氧化矽煅燒體50之粒子係粉碎至粒徑為0.2 mm以下，較理想為500 nm以下之人工水晶粒子，且係與乙醇混合並塗佈於形成有鉑等層之透明導電膜42上後加以乾燥者。
作為二氧化矽粒，可使用作為二氧化矽結晶質之人工水晶或作為非晶質之石英玻璃、無鹼玻璃、硼矽玻璃、鈉鈣等之玻璃粒，將粗粉碎之二氧化矽粒浸漬於氫氟酸水溶液中，隨後將人工水晶粒或玻璃粒於水洗後乾燥，其後進行微粉碎。除氫氟酸以外亦可使用氫氯酸作為氫鹵酸，較佳為氫氟酸。
人工水晶粒子或其他玻璃粒子可利用除氫氟酸以外之氫鹵酸、氫氯酸或氫溴酸進行處理。
電解質25最簡易地可使用於碘化鉀水溶液中溶解碘而成之碘系電解質，但由於該電解質可透明亦可有色，故而不適於用作複合玻璃板，亦可使用其他電解質。
當前，作為無色電解質，與實施例1之複合玻璃板同樣地可使用以下組成之電解質。
以1-乙基-3-甲基咪唑鎓碘化物：0.4 M
四丁基碘化銨：0.4 M
4-第三丁基吡啶：0.2 M
胍異硫氰酸酯：0.1 M
製備碳酸伸丙酯液。
該電解液於I2、Br2等鹵素分子之濃度為0.0004 mol/l以下之情形時，於可見光區域中幾乎為無色透明。
此外亦可使用無色透明之乙酸或檸檬酸等作為透明電解液。
FTO玻璃將289 nm以下之波長區域之光幾乎100%阻斷，而使289 nm~470 nm之波長區域之光透過65%以上。與此相對，實施例4之複合玻璃板將470 nm以下之波長區域之光幾乎100%阻斷。又，FTO玻璃使800 nm之波長之光之84.3%透過，即對應於阻斷15.7%，而實施例4之複合玻璃板阻斷84.7%。
藉由太陽模擬器將太陽常數1 kw/m2之光照射至面積為1 cm×1 cm之實施例3的複合玻璃板，測定作為太陽電池之特性時，獲得348 μA之短路電流及620 mV之開放電壓。
將複合玻璃板之面積設為2 cm×2 cm時，獲得1.7990 mA之短路電流及570 mV之開放電壓，與習知之太陽電池相反地，面積較大者顯示較大之光-電轉換能。
再者，於粒徑為0.2 mm以下之人工水晶粒子，面積為1 cm×1 cm之情形時，獲得20 μA之短路電流及417 mV之開放電壓。
實施例5之複合玻璃板之二氧化鈦層46、電解質45、及二氧化矽層50均為無色透明，故而可用作透明之複合玻璃板，同時亦作為太陽電池發揮作用。
該複合玻璃板可將波長800 nm以上之紅外光80~85%阻斷並發電。
藉由太陽模擬器將太陽常數1 kw/m2之光照射至面積為1 cm×1 cm之實施例5的複合玻璃板，測定作為太陽電池之特性時，獲得341.7 μA之短路電流及500 mV之開放電壓。
將複合玻璃板之面積設為2 cm×2 cm時，獲得1.799 mA之短路電流及570 mV之開放電壓，與習知之太陽電池相反地，面積較大者顯示較大之光-電轉換能。
於粒徑為0.2 mm以下之人工水晶粒子，面積為1 cm×1 cm之情形時，獲得85 μA之短路電流及470 mV之開放電壓。
再者，於自二氧化矽側照射之情形與自二氧化鈦側照射之情形之間未發現較大差異。
實施例中係於光入射側使用二氧化鈦，亦可選擇氧化鋅等其他合適之材料。
二氧化鈦除膜以外亦可使用粒子狀者。
於對光入射側電極使用膜狀之二氧化鈦之情形時獲得透明之玻璃板，於使用多孔質燒結體之二氧化鈦之情形時獲得磨砂玻璃板。
於使用矽之太陽電池中有結晶型與薄膜型，結晶型之轉換效率最高，但結晶型太陽電池之發電效率之溫度係數較大，若溫度變高則發電效率大幅降低。
由於溫度上升係由太陽光中之紅外光成分所引起，故而為了避免溫度上升，重要的是使紅外光不入射至太陽電池。
而且由於該原因，實施例1說明之具有紅外光阻斷效果之二氧化矽太陽電池構成之複合玻璃板較為有用，故而利用以下實施例進行說明。
圖10所示之二氧化矽太陽電池構成之複合玻璃板60與實施例1構成相同，故省略說明。
又，亦可使用圖4所示之先前技術之二氧化矽太陽電池。
70係矽太陽電池，連接有將電力供給至外部之負載28。
負載27連接至二氧化矽太陽電池構成之複合玻璃板60。
若包含紅外光之自然光等入射，則複合玻璃板60作為二氧化矽太陽電池動作並發電。作為自然光之與紫外光及可見光一同入射至複合玻璃板10之紅外光因有助於發電而衰減並出射，紫外光及可見光直接透過出射，並入射至矽太陽電池70而發電。
即，具有二氧化矽太陽電池構造之複合玻璃板60若連接有負載，則作為紅外光阻斷複合玻璃板發揮作用。
由作為二氧化矽太陽電池之複合玻璃板60發電之電力與由矽太陽電池發電之電力一同供給至外部。
亦可將實施例6所示之複合玻璃板60與矽太陽電池70如圖11所示收納於1個框體內製成矽太陽電池單元。
將於資源量不存在問題之廉價之二氧化矽與無色透明之電解質封入2片玻璃板之間而構成之本申請之發明的複合玻璃板，由於阻斷紅外線故不僅於使用建築物外飾用板玻璃、建築物內飾用板玻璃、交通工具用板玻璃、農業用板玻璃、傢俱用板玻璃、電氣製品用板玻璃、陳列櫥用板玻璃、尤其是雙層玻璃等般之隔熱用途之雙層板玻璃型之領域中極其有用，因可作為太陽電池發電，故於此兩層意義上來說對能量問題之解決極其有用。
1、11、13、21、23、31、33、41、43‧‧‧玻璃基板
2、21、30、50‧‧‧二氧化矽粒子層
3、16、36、46‧‧‧二氧化鈦粒子層
12、22、32、42‧‧‧透明導電膜
14、24、34、44‧‧‧密封材
15、25、35、45‧‧‧電解液
17、27、37、28‧‧‧負載
18‧‧‧添加有增感色素之二氧化鈦粒子層
29‧‧‧二氧化矽粒狀體
38‧‧‧添加增感色素之二氧化鈦粒子層
47‧‧‧外部負載
60‧‧‧複合玻璃板
70‧‧‧矽太陽電池
80‧‧‧矽太陽電池單元
圖1係先前技術之紅外光阻斷玻璃板之模式圖。
圖2係習知之二氧化鈦太陽電池之模式圖。
圖3係習知之增感色素二氧化鈦太陽電池之構成模式圖。
圖4係先前發明之二氧化矽太陽電池之構成模式圖。
圖5係實施例1之二氧化矽複合玻璃板之構成模式圖。
圖6係實施例2之二氧化鈦複合玻璃板之構成模式圖。
圖7係實施例3之色素增感二氧化鈦複合玻璃板之構成模式圖。
圖8係實施例4之二氧化鈦/二氧化矽串聯構成複合玻璃
板之構成模式圖。
圖9係實施例5之二氧化鈦．二氧化矽複合玻璃板之構成模式圖。
圖10係將實施例1之複合玻璃板與矽太陽電池加以組合之構成模式圖。
圖11係將實施例1之複合玻璃板與矽太陽電池加以組合並形成一體構成之矽太陽電池單元。
41‧‧‧玻璃基板
42‧‧‧透明導電膜
43‧‧‧玻璃基板
44‧‧‧密封材
45‧‧‧電解液
46‧‧‧二氧化鈦粒子層
47‧‧‧外部負載
50‧‧‧二氧化矽粒子層
Claims (4)
- 一種複合玻璃板，其特徵在於：形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，且於上述玻璃基板之其中一片上配置有二氧化矽粒子，於上述2片玻璃基板之間填充有電解質，且將上述透明導電膜連接至外部負載。
- 如申請專利範圍第1項之複合玻璃板，其中，於上述玻璃基板之另一片上配置有二氧化鈦矽粒子層。
- 一種矽太陽電池保護用複合玻璃板，其特徵在於：形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，且於上述玻璃基板之其中一片上配置有二氧化矽粒子，於上述2片玻璃基板之間填充有電解質，且將上述透明導電膜連接至外部負載。
- 一種複合玻璃板，其特徵在於：形成有透明導電膜之2片玻璃基板係使各自之透明導電膜對向而配置，且於上述玻璃基板之其中一片上配置有二氧化矽粒子，於上述2片玻璃基板之間填充有電解質，將上述透明導電膜連接至外部負載，且進而將矽太陽電池收納於同一框體。
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