TW201915139A - 太陽電池系統 - Google Patents

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吉田章吾
松堂真樹
伊井大三
伊豆康之
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張錦良
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日商積水化學工業股份有限公司
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Abstract

本發明係一種太陽電池系統，其係藉由吸收陽光而發電者，上述太陽電池系統具備積層構造體及配置於上述積層構造體之周邊部的發電用電池，上述積層構造體積層有含有波長轉換材料之透明片狀構件與第1透明片，上述波長轉換材料之最大發光波長為780 nm以上，上述第1透明片之折射率na1高於上述透明片狀構件之折射率nb。根據本發明，可提供一種太陽電池系統，其具備能夠將自透明層表面入射並於內部轉換成近紅外線等高波長之光的光高效率地引導至側面之透明層及發電用電池。

Description

太陽電池系統
本發明係關於一種於窗戶中用於陽光發電等之太陽電池系統。
於大廈等相對高層之建築物之情形時，難以確保能夠設置陽光面板之空間，創能不充分，因此正在實用化的是於窗戶設置太陽電池。具體而言，已知有於夾層玻璃之中間層、或複層玻璃之玻璃與玻璃之間設置太陽電池模組者。然而，太陽電池模組一般而言大多缺乏透明性，會遮住視野。又，透明性高之有機太陽電池雖然亦有在實際使用，但存在耐久性低之問題。
為了解決此種問題，正研究於窗框等窗戶之周邊部設置陽光面板。例如正在開發一種太陽輻射轉換裝置，其係使玻璃等透明構件含有將紫外線、可見光或紅外線波長轉換成近紅外線之波長轉換材料，將藉由波長轉換材料進行過波長轉換之光聚光於玻璃側面進行發電（例如，參照專利文獻1）。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開2015／047084號
[發明所欲解決之課題]
然而，專利文獻1所揭示之太陽輻射轉換裝置中，經波長轉換成近紅外線之光大量存在不聚光於玻璃側面而透射過之光，發電效率不充分。又，若將專利文獻1之太陽輻射轉換裝置應用於建築物之窗戶，則存在波長轉換成近紅外線之光入射至室內導致室內之溫度上升之情況。
本發明係鑒於以上情況而完成者，本發明之課題在於提供一種太陽電池系統，其具備能夠將自表面入射並於內部轉換成近紅外線等高波長之光的光高效率地引導至側面之積層構造體、及發電用電池。 [解決課題之技術手段]
本發明人等進行了努力研究，結果發現藉由在具備積層構造體、及配置於積層構造體之周邊部的發電用電池之太陽電池系統中，對構成積層構造體之各層之折射率進行調整，且使用特定種類者作為波長轉換材料，能夠解決上述問題，從而完成以下本發明。 即，本發明提供以下[1]～[7]。 [1]一種太陽電池系統，藉由吸收陽光而發電，具備積層構造體與配置於上述積層構造體之周邊部的發電用電池，上述積層構造體積層有含有波長轉換材料之透明片狀構件與第1透明片，上述波長轉換材料之最大發光波長為780 nm以上，上述第1透明片之折射率na1 高於上述透明片狀構件之折射率nb 。 [2]如上述[1]記載之太陽電池系統，其中上述透明片狀構件之折射率nb 為1.30～1.80。 [3]如上述[1]或[2]記載之太陽電池系統，其中，第1透明片配置於上述透明片狀構件之室外側。 [4]如上述[1]至[3]中任一項記載之太陽電池系統，其中，上述積層構造體具備上述透明片狀構件及設置於上述透明片狀構件之兩面的第1與第2透明片。 [5]如上述[4]記載之太陽電池系統，其中，上述第2透明片之折射率na2 高於透明片狀構件之折射率nb 。 [6]如上述[1]至[5]中任一項記載之太陽電池系統，其中，上述透明片狀構件含有樹脂，於該樹脂中分散有上述波長轉換材料。 [7]如上述[1]至[6]中任一項記載之太陽電池系統，其中，上述第1透明片為無機玻璃及有機玻璃之任一者。 [發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種太陽電池系統，其由於向積層構造體之側面之聚光量較多而發電效率高。
本發明之太陽電池系統係藉由吸收陽光而發電者，上述太陽電池系統具備積層構造體與配置於上述積層構造體之周邊部的發電用電池。積層構造體之特徵在於：積層有含有波長轉換材料之透明片狀構件與第1透明片，上述波長轉換材料之最大發光波長為780 nm以上，上述第1透明片之折射率na1 高於上述透明片狀構件之折射率nb 。
本發明之太陽電池系統係將入射至積層構造體一面之陽光等光之至少一部分藉由波長轉換材料轉換成長波長之光之後，使之於積層構造體內部反射，並且引導至積層構造體之側面使之入射至發電用電池進行發電。再者，於本說明書中，所謂積層構造體之一面，意指相對於積層構造體之積層方向正交之積層構造體之表面，而所謂積層構造體之另一面，則意指該一面之相反之側之面。
本發明之太陽電池系統之發電效率高之原因並不確定，推定如下。於折射率相對較低之透明片狀構件內發出之最大發光波長為780 nm以上之光之一部分進入折射率相對較高之第1透明片。進入第1透明片之光容易於折射率高之第1透明片與折射率低之空氣之界面反射，容易停留於積層構造體內。因此，認為藉由波長轉換材料所發出之光容易聚光於積層構造體之側面，藉此發電用電池之受光量會增大，太陽電池系統之發電效率會提昇。
[積層構造體] 積層構造體係積層有含有波長轉換材料之透明片狀構件與第1透明片的2層以上之積層體。第1透明片之折射率na1 高於透明片狀構件之折射率nb 。藉此，引導至積層構造體之側面之光量變多。 第1透明片之折射率na1 與透明片狀構件之折射率nb 之差na1 －nb 較佳為0.01以上，更佳為0.03以上。na1 －nb 之上限並無特別限定，通常為0.5以下，較佳為0.4以下，更佳為0.3以下。藉由設為此種na1 －nb ，引導至積層構造體之側面之光量容易變多。 就提高引導至積層構造體之側面之光量之觀點而言，透明片狀構件之折射率nb 較佳為1.30～1.80，更佳為1.40～1.60。並且，第1透明片之折射率na1 較佳為1.35～1.85，更佳為1.45～1.65。折射率可藉由實施例所記載之方法進行測定。 積層構造體之可見光透射率較佳為5%以上。藉由將可見光透射率設為5%以上，積層構造體會透射固定量之光。藉此，積層構造體會使入射至一面之陽光等光之一部分透射並自另一面出射，因此能夠作為具有透明性之窗戶使用。 關於積層構造體之可見光透射率，就提高積層構造體之透明性之觀點而言，較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上。又，積層構造體之可見光透射率為100%以下即可，就實用上而言，為99%以下。再者，本發明之可見光透射率意指380 nm以上且未達780 nm之波長之平均之透射率。
本發明之太陽電池系統如下文所述，可將積層構造體用作建築物、交通工具等之室外窗用。於此情形時，較佳為於透明片狀構件之室外側配置第1透明片。藉此，容易防止含有波長轉換材料之透明片狀構件之劣化。 積層構造體可為僅由透明片狀構件及第1透明片所構成之2層構造，亦可為進而積層有其他層之3層構造以上。 又，積層構造體較佳為3層構造以上，尤佳為如圖1所示具備透明片狀構件10、及設置於透明片狀構件10之兩面的第1透明片11與第2透明片12的積層構造體20。第1透明片11配置於透明片狀構件10之室外側最外層，第2透明片12配置於透明片狀構件10之室內側最外層。 又，於積層構造體20，陽光等光會自第1透明片11側入射。此時，藉由透明片狀構件10中所含有之波長轉換材料使入射之陽光之一部分波長轉換成近紅外光區域之光，並於積層構造體之兩個表面反覆反射而聚光於側面，因此容易使引導至側面之光量增加。
第2透明片之折射率na2 較佳高於透明片狀構件之折射率nb 。藉此，引導至積層構造體之側面側之光量進一步變多。即，藉由使第1透明片之折射率na1 及第2透明片之折射率na2 均大於透明片狀構件之折射率nb ，引導至積層構造體之側面之光量變大。 第2透明片之折射率na2 與透明片狀構件之折射率nb 之差na2 －nb 較佳為0.01以上，更佳為0.03以上。na2 －nb 之上限並無特別限定，通常為0.5以下，較佳為0.3以下。藉由設為此種na2 －nb ，引導至積層構造體之側面側之光量容易增加。 第2透明片之折射率na2 之較佳範圍與第1透明片之折射率na1 之較佳範圍相同。 又，積層構造體20由於係含有波長轉換材料之透明片狀構件被第1及第2透明片夾住之構造，因此可有效地抑制透明片狀構件之劣化。 再者，積層構造體並不僅限定於此種層構成，亦可具有其他任何層構成。例如可設置除第1透明片、透明片狀構件及第2透明片以外之層，例如於透明片狀構件與第1透明片等之接著性低之情形時，可於其間設置接著層。又，就將自波長轉換材料所發出之光更有效率地引導至積層構造體之側從而提高發電效率之觀點而言，可將金屬膜、熱線反射膜、紅外線反射膜等反射層例如設置於第2透明片之一表面等。
（透明片狀構件） 本發明之透明片狀構件如上所述係含有波長轉換材料者。作為波長轉換材料，使用將短波長側之光轉換成具有780 nm以上之最大發光波長之光的材料即可。若波長轉換材料之最大發光波長未達780 nm，則引導至積層構造體之側面之光量少，發電用電池之發電效率變低。關於波長轉換材料之最大發光波長，就使引導至積層構造體之側面之光量增加從而使發電效率提高之觀點而言，較佳為800 nm以上，進而較佳為820 nm以上。關於波長轉換材料之最大發光波長，其上限並無特別限定，為了能夠藉由普通之波長轉換材料進行波長轉換而發光，較佳為1400 nm以下，更佳為1300 nm以下。 波長轉換材料之最大激發波長較佳為420 nm以下，更佳為400 nm以下，進而較佳為390 nm以下，尤佳為380 nm以下，並且通常為200 nm以上，較佳為300 nm以上。若為此種最大激發波長，則容易吸收紫外線並轉換成近紅外光等。 作為波長轉換材料，具體而言，可列舉錫酸鋇（BaSnO3 ）、含有鐿及鈰之混合結晶、含有鐠及鐿之混合結晶、含有鉍及鐿之混合結晶、具有銩離子等鑭系元素離子之波長轉換材料等。該等之中，就可見光區域之吸收較少而能夠使片狀構造體之透明性良好之方面而言，較佳為使用錫酸鋇。再者，作為錫酸鋇，可為摻雜有鐵、鋅等金屬離子者。進而，作為波長轉換材料，可使用YSO（Y2 SiO5 ）中摻雜有鐿及鈰者（YSO：Ce,Yb）、及YSO（Y2 SiO5 ）中摻雜有鐠及鐿者（YSO：Pr,Yb）。 波長轉換材料使用粒子狀者即可，其平均粒徑較佳為0.01～1 μm。
透明片狀構件只要透明，則並無特別限定，可無限制地使用各種樹脂、無機玻璃等基質材料，於該等基質材料中含有波長轉換材料即可。作為透明片狀構件，較佳為由含有樹脂作為基質材料並於該樹脂中分散有波長轉換材料之發光層所構成。 於本發明中，於在透明片狀構件之兩面設置有第及第2透明片之積層構造體之情形時，作為樹脂，較佳使用熱塑性樹脂。藉由使用熱塑性樹脂，透明片狀構件容易發揮作為接著層之功能，容易使透明片狀構件與第1透明片及第2透明片接著。又，於此情形時，積層構造體之耐撞擊性變得良好。 關於波長轉換材料之含量，相對於基質材料100質量份，較佳為0.01～3質量份，更佳為0.02～1.5質量份，進而較佳為0.03～1.0質量份。 藉由將波長轉換材料之含量設為該等下限值以上，能夠充分地發光。又，藉由設為該等上限值以下，能夠防止積層構造體之透明性超過必要地降低。
作為透明片狀構件所使用之熱塑性樹脂，以折射率變得低於第1透明片或第1及第2透明片之方式適當選擇即可。具體而言，可列舉聚乙烯縮醛樹脂、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂、離子聚合物樹脂、聚胺酯樹脂（polyurethane resin）、及熱塑性彈性體等。藉由使用該等樹脂，容易確保對第1透明片及第2透明片等之接著性。熱塑性樹脂可單獨使用1種，亦可將2種以上併用。又，該等之中，就於使透明片狀構件含有塑化劑之情形時對玻璃發揮優異之接著性之方面而言，尤佳為聚乙烯縮醛樹脂。
（聚乙烯縮醛樹脂） 透明片狀構件所使用之聚乙烯縮醛樹脂只要為利用醛將聚乙烯醇加以縮醛化所獲得之聚乙烯縮醛樹脂，則並無特別限定，較佳為聚乙烯丁醛樹脂。 上述聚乙烯縮醛樹脂之縮醛化度之較佳下限為40莫耳%，較佳上限為85莫耳%，更佳下限為60莫耳%，更佳上限為75莫耳%。 上述聚乙烯縮醛樹脂之羥基量之較佳下限為15莫耳%，較佳上限為35莫耳%。藉由將羥基量設為15莫耳%以上，與第1透明片及第2透明片之接著性、尤其是第1透明片及第2透明片為無機玻璃之情形時之接著性容易變得良好，積層構造體之耐貫通性等亦容易變得良好。又，藉由將羥基量設為35莫耳%以下，防止透明片狀構件變得過硬。上述羥基量之更佳下限為25莫耳%，更佳上限為33莫耳%。 於使用聚乙烯丁醛樹脂作為聚乙烯縮醛樹脂之情形時，亦就相同之觀點而言，羥基量之較佳下限為15莫耳%，較佳上限為35莫耳%，更佳下限為25莫耳%，更佳上限為33莫耳%。 再者，上述縮醛化度及上述羥基量例如可藉由依據JIS K6728「聚乙烯丁醛試驗方法」之方法進行測定。
聚乙烯縮醛樹脂可藉由將聚乙烯醇利用醛進行縮醛化而製備。聚乙烯醇通常係藉由將聚乙酸乙烯酯進行皂化而獲得，一般使用皂化度80～99.8莫耳%之聚乙烯醇。 聚乙烯縮醛樹脂之聚合度之較佳下限為500，較佳上限為4000。藉由將聚合度設為500以上，積層構造體之耐貫通性變得良好。又，藉由將聚合度設為4000以下，容易進行積層構造體之成形。聚合度之更佳下限為1000，更佳上限為3600。
上述醛並無特別限定，一般而言，可良好地使用碳數為1～10之醛。上述碳數為1～10之醛並無特別限定，例如可列舉正丁醛、異丁醛、正戊醛、2－乙基丁醛、正己醛、正辛醛、正壬醛、正癸醛、甲醛、乙醛、苯甲醛等。其中，較佳為正丁醛、正己醛、正戊醛，更佳為正丁醛。該等醛可單獨使用，亦可將2種以上併用。
（乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂） 作為透明片狀構件所使用之乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，可為非交聯型之乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，又，亦可為高溫交聯型之乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂。又，作為乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，亦可使用乙烯－乙酸乙烯酯共聚物皂化物、乙烯－乙酸乙烯酯之水解物等之類的乙烯－乙酸乙烯酯改質體樹脂。
關於乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，依據JIS K6730「乙烯－乙酸乙烯酯樹脂試驗方法」所測得之乙酸乙烯酯含量較佳為10～50質量%，更佳為20～40質量%。藉由將乙酸乙烯酯含量設為該等下限值以上，透明片狀構件與第1透明片及第2透明片之接著性、及積層構造體之耐貫通性容易變得良好。又，藉由將乙酸乙烯酯含量設為該等上限值以下，透明片狀構件之斷裂強度變高，積層構造體之耐撞擊性變得良好。
（離子聚合物樹脂） 作為透明片狀構件所使用之離子聚合物樹脂，並無特別限定，可使用各種各樣之離子聚合物樹脂。具體而言，可列舉乙烯系離子聚合物、苯乙烯系離子聚合物、全氟碳系離子聚合物、遙爪離子聚合物、聚胺酯離子聚合物等。該等之中，就積層構造體之機械強度、耐久性、透明性等變得良好之方面、以及第1透明片及第2透明片為玻璃之情形時之與該等之接著性優異之方面而言，較佳為乙烯系離子聚合物。
作為乙烯系離子聚合物，可良好地使用乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物，其原因在於透明性及強韌性優異。乙烯－不飽和羧酸共聚物為至少具有源自乙烯之結構單元及源自不飽和羧酸之結構單元之共聚物，亦可具有源自其他單體之結構單元。 作為不飽和羧酸，可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸等，較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸，尤佳為甲基丙烯酸。又，作為其他單體，可列舉丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、1－丁烯等。 作為乙烯－不飽和羧酸共聚物，若將該共聚物具有之所有結構單元設為100莫耳%，則較佳為具有源自乙烯之結構單元75～99莫耳%，較佳為具有源自不飽和羧酸之結構單元1～25莫耳%。 乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物係藉由將乙烯－不飽和羧酸共聚物具有之羧基之至少一部分利用金屬離子進行中和或交聯而獲得的離子聚合物樹脂，該羧基之中和度通常為1～90%，較佳為5～85%。
作為離子聚合物樹脂之離子源，可列舉鋰、鈉、鉀、銣、銫等鹼金屬、及鎂、鈣、鋅等多價金屬，較佳為鈉、鋅。
作為離子聚合物樹脂之製造方法，並無特別限定，可藉由習知公知之製造方法進行製造。例如於使用乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物作為離子聚合物樹脂之情形時，例如使乙烯與不飽和羧酸於高溫、高壓下進行自由基共聚而製造乙烯－不飽和羧酸共聚物。並且，可藉由使該乙烯－不飽和羧酸共聚物與含有上述離子源之金屬化合物反應而製造乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物。
（聚胺酯樹脂） 作為聚胺酯樹脂，可列舉使異氰酸酯化合物與二醇化合物反應而獲得之聚胺酯、及使異氰酸酯化合物與二醇化合物以及聚胺等鏈長延長劑進行反應而獲得之聚胺酯等。又，聚胺酯樹脂亦可為含有硫原子者。於此情形時，可將上述二醇之一部分或全部設為選自多硫醇（polythiol）及含硫多元醇者。聚胺酯樹脂能夠使與有機玻璃之接著性良好。因此，於第1透明片及第2透明片之至少一片為有機玻璃之情形時可良好地使用。
（熱塑性彈性體） 作為熱塑性彈性體，可列舉苯乙烯系熱塑性彈性體、脂肪族聚烯烴。 作為苯乙烯系熱塑性彈性體，並無特別限定，可使用公知者。苯乙烯系熱塑性彈性體一般具有成為硬鏈段之苯乙烯單體聚合物嵌段、及成為軟鏈段之共軛二烯化合物聚合物嵌段或其氫化嵌段。作為苯乙烯系熱塑性彈性體之具體例，可列舉苯乙烯－異戊二烯二嵌段共聚物、苯乙烯－丁二烯二嵌段共聚物、苯乙烯－異戊二烯－苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯－丁二烯／異戊二烯－苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯三嵌段共聚物、以及其氫化物。 上述脂肪族聚烯烴可為飽和脂肪族聚烯烴，亦可為不飽和脂肪族聚烯烴。上述脂肪族聚烯烴可為以鏈狀烯烴為單體之聚烯烴，亦可為以環狀烯烴為單體之聚烯烴。就有效地提高中間膜之保存穩定性、及隔音性之觀點而言，上述脂肪族聚烯烴較佳為飽和脂肪族聚烯烴。 作為上述脂肪族聚烯烴之材料，可列舉乙烯、丙烯、1－丁烯、反式－2－丁烯、順式－2－丁烯、1－戊烯、反式－2－戊烯、順式－2－戊烯、1－己烯、反式－2－己烯、順式－2－己烯、反式－3－己烯、順式－3－己烯、1－庚烯、反式－2－庚烯、順式－2－庚烯、反式－3－庚烯、順式－3－庚烯、1－辛烯、反式－2－辛烯、順式－2－辛烯、反式－3－辛烯、順式－3－辛烯、反式－4－辛烯、順式－4－辛烯、1－壬烯、反式－2－壬烯、順式－2－壬烯、反式－3－壬烯、順式－3－壬烯、反式－4－壬烯、順式－4－壬烯、1－癸烯、反式－2－癸烯、順式－2－癸烯、反式－3－癸烯、順式－3－癸烯、反式－4－癸烯、順式－4－癸烯、反式－5－癸烯、順式－5－癸烯、4－甲基－1－戊烯及乙烯基環己烷等。
（塑化劑） 透明片狀構件於含有熱塑性樹脂之情形時，可進而含有塑化劑。透明片狀構件藉由含有塑化劑而變得柔軟，其結果，使積層構造體變得柔軟。進而，亦能夠發揮對玻璃板之高接著性。塑化劑若於使用聚乙烯縮醛樹脂作為熱塑性樹脂之情形時一併含有則尤其有效。
上述塑化劑例如可列舉：三乙二醇二－2－乙基丁酸酯、三乙二醇二－2－乙基己酸酯、三乙二醇二辛酸酯、三乙二醇二正辛酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二－2－乙基己酸酯、癸二酸二丁酯、壬二酸二辛酯、己二酸二丁基卡必醇酯、乙二醇二－2－乙基丁酸酯、1,3－丙二醇二－2－乙基丁酸酯、1,4－丁二醇二－2－乙基丁酸酯、1,2－丁二醇二－2－乙基丁酸酯、二乙二醇二－2－乙基丁酸酯、二乙二醇二－2－乙基己酸酯、二丙二醇二－2－乙基丁酸酯、三乙二醇二－2－乙基戊酸酯、四乙二醇二－2－乙基丁酸酯、二乙二醇二辛酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、三乙二醇二－2－乙基丁酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯環己酯、己二酸二異壬酯、己二酸庚酯壬酯、癸二酸二丁酯、油改質癸二酸醇酸、磷酸酯與己二酸酯之混合物、由己二酸酯、碳數4～9之烷基醇及碳數4～9之環狀醇所製作之混合型己二酸酯、己二酸己酯等碳數6～8之己二酸酯等。上述塑化劑之中，可尤佳地使用三乙二醇－二－2－乙基己酸酯（3GO）。
塑化劑之含量並無特別限定，相對於熱塑性樹脂100質量份，較佳下限為30質量份，較佳上限為70質量份。若將塑化劑之含量設為30質量份以上，則透明片狀構件適度地變柔軟，操作性等變良好。又，若將塑化劑之含量設為70質量份以下，則可防止塑化劑自透明片狀構件分離。塑化劑之含量之更佳下限為35質量份，更佳上限為63質量份。 又，本發明之透明片狀構件於含有熱塑性樹脂之情形時，係主成分為熱塑性樹脂、或熱塑性樹脂及塑化劑者，熱塑性樹脂及塑化劑之合計量以透明片狀構件總量基準計通常為70質量%以上，較佳為80質量%以上，進而較佳為90質量%以上。
（其他添加劑） 於透明片狀構件中可視需要含有抗氧化劑、接著力調整劑、顏料、染料等添加劑。 抗氧化劑並無特別限定，例如可列舉：2,2－雙[[[3－(3,5－二第三丁基－4－羥基苯基)丙醯基]氧基]甲基]丙烷－1,3－二醇1,3－雙[3－(3,5－二第三丁基－4－羥基苯基)丙酸酯]、4,4'－硫雙(6－第三丁基－3－甲基苯酚)、4,4'－二甲基－6,6'－二(第三丁基)[2,2'－亞甲基雙(苯酚)]、2,6－二第三丁基對甲酚、4,4'－亞丁基雙－(6－第三丁基－3－甲基苯酚)等。
（第1透明片、第2透明片） 第1透明片及第2透明片只要為能夠用於窗戶者即可，作為具體例，可列舉無機玻璃、有機玻璃。作為無機玻璃，並無特別限定，可列舉透明玻璃、浮板玻璃（float plate glass）、研磨板玻璃、壓花玻璃、嵌網板玻璃、嵌線板玻璃、綠色玻璃等。 又，作為有機玻璃，並無特別限定，可列舉由聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、丙烯酸共聚物樹脂、聚酯等所構成之透明樹脂板。 於使用第1透明片及第2透明片之兩者之情形時，可由相互相同之材質構成，亦可由不同之材質構成。例如，可第1透明片為無機玻璃且第2透明片為有機玻璃。其中，較佳為第1透明片與第2透明片之兩者為無機玻璃或兩者為有機玻璃。
第1透明片之可見光透射率越高越佳，就實用上而言，為50%以上，較佳為60%以上。又，第1透明片之可見光透射率為100%以下即可，就實用上而言，為99%以下。 於使用第2透明片之情形時，設為上述第1透明片所說明之範圍之可見光透射率即可。第1透明片及第2透明片各者之可見光透射率可相互相同，亦可不同。 又，第1透明片之厚度較佳為0.1～10 mm，更佳為0.3～7 mm。於使用第2透明片之情形時，其厚度設為與第1透明片相同之範圍即可。第1透明片及第2透明片之厚度分別可相互相同，亦可不同。
積層構造體之製造方法並無特別限定，可採用使第1透明片與透明片狀構件重疊進行壓接之方法、或於第1透明片與透明片狀構件之間設置接著層進行積層之方法等各種公知之方法。於使用第2透明片之情形時，例如藉由如下方式製造即可：於第1透明片及第2透明片之間至少配置透明片狀構件，並藉由將該等進行壓接等而一體化。
＜太陽電池系統＞ 本發明之太陽電池系統具備積層構造體及發電用電池。發電用電池以能夠接收於積層構造體之內部被反射等且被引導至積層構造體之側面之光的方式進行配置即可。 圖2表示作為一實施態樣之具備積層構造體20及發電用電池21之太陽電池系統22。發電用電池21配置於積層構造體20之側面20A之外側。此時，發電用電池21可如圖2所示以與積層構造體20之側面20A接觸之方式進行配置，亦可以自積層構造體20之側面20A分開並與側面20A對向之方式進行設置。但是，發電用電池21無需設置於側面之外側，設置於積層構造體20之周邊部即可，例如可埋設於積層構造體20。
又，發電用電池21可如圖2所示以能夠接收傳播至積層構造體20內部之光的方式跨及積層構造體20之厚度方向整體地進行配置，亦可以能夠接收傳播至積層構造體20內部之光之方式配置於厚度方向之一部分。
[發電用電池] 於太陽電池系統中使用之發電用電池只要為將光轉換成電氣之電池，則無特別限定。其中，發電用電池較佳為以高效率將最大發光波長或其附近之光轉換成電氣者。又，發電用電池較佳為於780 nm以上之任一波長下發電效率變得最高，更佳為於800～1400 nm之任一波長下發電效率變得最高，進而較佳為於820～1300 nm之任一波長下發電效率變得最高。若如此對近紅外區域之光發電效率高，則於最大發光波長處於近紅外區域之情形時，能夠提高發電效率。 作為發電電池之具體例，可列舉將單晶矽、多晶矽、非晶矽等矽系半導體用於光電轉換層之發電用電池，將以CuInSe系或Cu(In,Ga)Se系、Ag(In,Ga)Se系、CuInS系、Cu(In,Ga)S系、Ag(In,Ga)S系或該等之固溶體、CIS系、CIGS系、GaAs系、CdTe系等為代表之化合物系半導體用於光電轉換層之發電用電池、將有機色素等有機材料用於光電轉換層之有機系之發電用電池等。 作為發電電池，為了對近紅外區域之光提高發電效率，較佳為將矽系半導體、化合物半導體（CIS、CIGS）用於光電轉換層之發電用電池。
本發明之太陽電池系統係如上所述將構成太陽電池系統之積層構造體之一面配置於被陽光入射之室外側使用者。本發明之太陽電池系統能夠用於各種領域，較佳為用於汽車、電氣列車、船舶等各種交通工具、大廈、公寓、獨戶住宅、劇場、體育館等各種建築物等之室外窗用。再者，所謂室外窗，本說明書中意指配置於被陽光入射之位置之窗戶。因此，室外窗通常為配置於建築物之外表面、交通工具之外表面者，雙層窗之內窗等若配置於陽光入射之位置，則亦包含於本說明書之室外窗。 又，太陽電池系統於汽車中用於後窗、側窗、天窗即可。 實施例
藉由實施例對本發明進一步詳細地進行說明，但本發明絲毫不受該等例所限定。 再者，本發明中之各物性之測定方法、評價方法如下。
[最大激發波長、最大發光波長] 最大激發波長係於藉由裝置堀場製作所之Fluorolog－3照射300～500 nm之激發光時，以最大發光波長之條件所檢測出之螢光強度成為最大之激發光之波長。最大發光波長係於照射最大激發波長之光時，以780～1400 nm之條件所檢測出之發光強度成為最大之波長。 [透射率] 對積層構造體之380～780 nm之可見光透射率依據JISR3212並利用測定機器紫外可見紅外分光光度計（日立全球先端科技公司製造，UH4150）進行測定。 [折射率] 對各透明片及透明片狀構件之折射率利用測定機器數位阿貝折射計（愛宕公司製造，DR－A1）進行測定。 [端部光量] 自積層構造體之一面即第1透明片側入射模擬陽光，並對自積層構造體之側面出射之光之光量進行測定，將100×光量／入射能量作為端部光量（%）。作為模擬陽光之光源，使用朝日分光股份有限公司製造之Solar Simulator HAL－C100，光量之測定係使用朝日分光股份有限公司製造之光量檢驗器。 端部光量（%）係按照以下基準進行評價。 A：1.5%以上 B：未達1.5%
各實施例、比較例之各透明片所使用之各化合物、材料如下。 ＜聚乙烯丁醛樹脂＞縮醛化度1莫耳%，羥基量30.5莫耳%，聚合度1700 ＜乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂（EVA）＞乙酸乙烯酯含有率30質量% ＜塑化劑＞三乙二醇二－2－乙基己酸酯（3GO） ＜抗氧化劑＞2,6－二第三丁基對甲酚（BHT） ＜波長轉換材料＞BaSnO3 平均粒徑50 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm ＜波長轉換材料＞Y2 SiO5 ：Ce,Yb 平均粒徑50 nm，最大激發波長360 nm，最大發光波長1020 nm ＜波長轉換材料＞Y2 SiO5 ：Pr,Yb 平均粒徑50 nm，最大激發波長400 nm，最大發光波長1020 nm ＜波長轉換材料＞2,5－二羥基對苯二甲酸二乙酯 Aldrich公司製造 平均粒徑50 nm，最大激發波長390 nm，發光波長420 nm
[實施例1] （1）透明片狀構件之製作 相對於聚乙烯丁醛樹脂100質量份加入塑化劑40質量份、抗氧化劑0.2質量份、及0.05質量份之作為波長轉換材料之BaSnO3 並進行混合。將混合物藉由雙軸異向擠出機進行擠出成形，製作膜厚760 μm之透明片狀構件。 （2）積層構造體之製作 將所獲得之透明片狀構件切斷成縱300 mm×橫300 mm。使用透明之透明玻璃板（厚度5 mm×300 mm×300 mm）作為第1透明片及第2透明片，並將上述透明片狀構件夾入至該等2片透明玻璃板之間進行暫時壓接。將該經暫時壓接者於高壓釜中以150℃、壓力1.2 MPa之條件壓接30分鐘，獲得積層構造體。 將所獲得之積層構造體之評價結果示於表1。
[實施例2～8] 使用表1、2所示者作為透明片狀構件所使用之樹脂、波長轉換材料、第1透明片及第2透明片，以與實施例1相同之方式獲得實施例2～8之積層構造體。
[比較例1] （1）其他透明片之製作 相對於聚乙烯丁醛樹脂100質量份加入塑化劑40質量份、及抗氧化劑0.2質量份並進行混合。將混合物藉由雙軸異向擠出機進行擠出成形，製作膜厚760 μm之其他透明片。 （2）積層構造體之製作 將所獲得之其他透明片切斷成縱300 mm×橫300 mm。使用透明之透明玻璃板（厚度5 mm×300 mm×300 mm）作為第1透明片及第2透明片，並將上述其他透明片夾入至該等2片透明玻璃板之間進行暫時壓接。將該經暫時壓接者於高壓釜中以150℃、壓力1.2 MPa之條件壓接30分鐘，獲得積層構造體。 將所獲得之積層構造體之評價結果示於表3。
[比較例2] （1）透明片狀構件之製作 使用2,5－二羥基對苯二甲酸二乙酯作為波長轉換材料，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得透明片狀構件。 （2）積層構造體之製作 以與實施例1相同之方式獲得積層構造體。
[比較例3] （1）透明片狀構件之製作 於聚對酞酸乙二酯樹脂100質量份中加入0.05質量份之作為波長轉換材料之BaSnO3 並進行混合。將混合物藉由雙軸異向擠出機進行擠出成形，製作膜厚760 μm之透明片狀構件。 （2）其他透明片之製作 以與比較例1相同之方式獲得其他透明片。將所獲得之積層構造體之評價結果示於表3。 （3）積層構造體之製作 將所獲得之透明片狀構件及其他透明片切斷成縱300 mm×橫300 mm。使用透明之透明玻璃板（厚度5 mm×300 mm×300 mm）作為第1透明片，並將其他透明片夾入至第1透明片與透明片狀構件之間進行暫時壓接。將該經暫時壓接者於高壓釜中以150℃、壓力1.2 Mpa之條件壓接30分鐘，獲得積層構造體。 將所獲得之積層構造體之評價結果示於表3。
[表1]
[表2]
[表3]
根據實施例1～8，第1透明片之折射率高於含有波長轉換材料之透明片狀構件的積層構造體於積層構造體之側面之光量（端部光量）較多。 相對於此，於不含波長轉換材料之情形（比較例1）、波長轉換材料之最大發光波長未達780 nm之情形（比較例2）、及第1透明片之折射率低於含有波長轉換材料之透明片狀構件之情形（比較例3）時，積層構造體之側面之光量較少。
10‧‧‧透明片狀構件
11‧‧‧第1透明片
12‧‧‧第2透明片
20‧‧‧積層構造體
20A‧‧‧側面
21‧‧‧發電用電池
22‧‧‧太陽電池系統
圖1係表示本發明之一實施形態之積層構造體的示意性剖視圖。 圖2係表示本發明之一實施形態之太陽電池系統的示意性剖視圖。

Claims (7)

  1. 一種太陽電池系統，藉由吸收陽光而發電， 具備積層構造體與配置於該積層構造體之周邊部的發電用電池， 該積層構造體積層有含有波長轉換材料之透明片狀構件與第1透明片， 該波長轉換材料之最大發光波長為780 nm以上， 該第1透明片之折射率na1 高於該透明片狀構件之折射率nb 。
  2. 如請求項1所述之太陽電池系統，其中，該透明片狀構件之折射率nb 為1.30～1.80。
  3. 如請求項1或2所述之太陽電池系統，其中，第1透明片配置於該透明片狀構件之室外側。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之太陽電池系統，其中，該積層構造體具備該透明片狀構件及設置於該透明片狀構件之兩面的第1與第2透明片。
  5. 如請求項4所述之太陽電池系統，其中，該第2透明片之折射率na2 高於透明片狀構件之折射率nb 。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之太陽電池系統，其中，該透明片狀構件含有樹脂，於該樹脂中分散有該波長轉換材料。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之太陽電池系統，其中，該第1透明片為無機玻璃及有機玻璃之任一者。
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