WO2009157461A1 - 電子装置 - Google Patents

電子装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2009157461A1
WO2009157461A1 PCT/JP2009/061449 JP2009061449W WO2009157461A1 WO 2009157461 A1 WO2009157461 A1 WO 2009157461A1 JP 2009061449 W JP2009061449 W JP 2009061449W WO 2009157461 A1 WO2009157461 A1 WO 2009157461A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dye
solar cell
electric power
photoelectric conversion
conversion element
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/061449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晴美 高田
諸岡 正浩
麗子 米屋
折橋 正樹
誠 朱
鈴木 祐輔
野田 和宏
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to CN200980123102XA priority Critical patent/CN102084414A/zh
Priority to US12/999,254 priority patent/US20110083719A1/en
Publication of WO2009157461A1 publication Critical patent/WO2009157461A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2068Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/38Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2027Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2059Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • 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
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device using a photoelectric conversion element.
  • this dye-sensitized solar cell includes that the manufacturing process is simple and that design can be imparted.
  • a solar cell having a plurality of colors can be installed without impairing the appearance of an installed device, a building, or the like, which is considered to lead to further spread of solar cells.
  • Patent Documents 1 and 2 are known as this type of dye-sensitized solar cell.
  • dye-sensitized solar cells have characteristics such as design and flexibility that are not available in conventional solar cells such as silicon, they are used in applications that take advantage of these features. The demand is growing.
  • Patent Document 1 when a solar cell unit composed of a dye-sensitized solar cell is attached to a display unit such as a road sign, the solar cell unit is simply provided on the upper surface of the display unit. Since it is added, the solar cell part and the display part are configured completely separately. For this reason, there is a problem that the overall volume is increased, the structure is complicated, and the landscape is uncomfortable, and it cannot be said that the characteristics of the dye-sensitized solar cell are utilized.
  • the dye-sensitized solar cell of the invention is the same as the above-described literature invention. It cannot be said that it has the characteristics that it has.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to cope with design characteristics, flexibility, and the like, which are characteristics of a dye-sensitized solar cell.
  • the electronic device includes a photoelectric conversion element in which a predetermined display is formed by adsorbing a predetermined dye on a semiconductor electrode.
  • the light source further illuminates the display body, the photoelectric conversion element generates power from the light irradiated by the light source, and supplies the power to the light source, and the light source is supplied from the photoelectric conversion element. It is driven by the electric power.
  • the power storage unit further stores power generated by the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion element generates power from light irradiated by the light source, stores the power in the power storage unit, the light source, It is driven by the electric power stored in the power storage unit.
  • the display is a character, number, symbol, figure, or any combination thereof.
  • the photoelectric conversion element is a dye-sensitized solar cell.
  • the electronic device includes a photoelectric conversion element formed on a substrate that can be peeled off from an object having a predetermined shape.
  • the substrate is a film that can be peeled off any number of times.
  • the photoelectric conversion element is attached to a window or a tile by the substrate, generates electric power from sunlight or illumination light, and supplies the electric power to a power storage unit mounted on the connected portable device. .
  • the apparatus further includes a power storage unit that stores electric power generated by the photoelectric conversion element.
  • a predetermined display body is formed on the photoelectric conversion element by adsorbing a predetermined dye on the semiconductor electrode.
  • the display is a character, number, symbol, figure, or any combination thereof.
  • the photoelectric conversion element is a dye-sensitized solar cell.
  • the characteristics of the dye-sensitized solar cell can be utilized.
  • a transparent substrate such as conductive glass is laser-processed by laser scribing processing to obtain a patterned transparent substrate.
  • a predetermined paste is applied onto the transparent substrate by the screen printing method, and then (3) annealing by heating at 100 ° C. to 600 ° C. in an electric furnace, for example.
  • a semiconductor electrode can be obtained by performing for about 1 hour.
  • a predetermined dye is adsorbed on the semiconductor electrode, (5) after being bonded to the counter electrode, an antireflection film, etc., (6) (7) A dye-sensitized solar cell is obtained by sealing the liquid injection port.
  • the dye-sensitized solar cell is manufactured through the manufacturing process as described above.
  • the step of (4) dye adsorption treatment is a feature. Process. Therefore, such a dye adsorption process will be described below with specific examples according to [Example 1] to [Example 5].
  • a commercially available TiO 2 paste is applied on a commercially available FTO glass (15 ⁇ / ⁇ ) by screen printing, and the temperature is 500 ° C. Is fired for 1 hour to obtain a titanium oxide electrode (average film thickness 20 ⁇ m) having a strip-like pattern.
  • FIG. 1 is described as (1) to the strip-shaped titanium oxide electrode obtained by the process of (3), the semiconductor electrode 12 1 to 12 3.
  • the instrument 21 consists of a container shape (tray shape) with a bottom part. Moreover, the instrument 21 has a partition wall of a predetermined shape, and a different dye solution can be put in each section partitioned by the partition wall.
  • the instrument 21 is divided into three compartments, in which three different dye solutions are placed. That is, for example, by dissolving three kinds of dyes N719, Black dye, and D149 in a CH3CN / t-BuOH mixed solution, a 0.3 mM dye solution (dye solutions S 1 , S 2 , S 3 ) is obtained. As such, this dye solution can be poured into each of the three compartments of the device 21 of FIG.
  • the transparent substrate 11 is placed on the upper edge (opening upper edge side) of the partition wall of the instrument 21 in which the three different kinds of dye solutions S 1 to S 3 are placed, and the semiconductor electrode
  • the appliance 21 is hermetically sealed by installing so that the surface on which 12 1 to 12 3 (titanium oxide electrode) is formed is on the lower side (the appliance 21 side).
  • the transparent substrate 11 and the instrument 21 are bonded together and fixed by an adhesive 22 indicated by a black circle in the drawing.
  • a bonding method in addition to a method using an adhesive 22 such as a UV curable adhesive, for example, a method of performing pressure bonding using a material that functions as a gasket such as silicon rubber can be used. .
  • the silicon rubber may be bonded to the instrument 21 or a sheet-like material may be used.
  • the transparent substrate 11 for example, a glass substrate such as conductive glass, a transparent plastic substrate, a metal plate, or the like is used.
  • the transparent substrate 11 and the instrument 21 are bonded to each other and the sealed instrument 21 is turned upside down, the state shown in FIG. That is, when the upper and lower sides of the instrument 21 are inverted, the dye solutions S 1 to S 3 existing on the bottom side of the instrument 21 flow into the transparent substrate 11 side, and at the same time, the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 become the dye solution S. It will be filled with 1 to S 3 respectively. As a result, the dye is adsorbed to each of the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 .
  • the semiconductor electrode 12 1 has the dye adsorbed by the dye solution S 1
  • the semiconductor electrode 12 2 has the dye adsorbed by the dye solution S 2
  • the semiconductor electrode 12 3 has the dye adsorbed by the dye solution S 3 .
  • an arbitrary dye is adsorbed at an arbitrary position on the semiconductor electrode, and further, the dye can be separately applied only by preparing the instrument 21, which is convenient. I can say that.
  • the height of the partition wall is required to be at least 3 mm. This is because if the amount is less than that, the amount of the dye contained in the dye solution poured into the semiconductor electrode 12 becomes insufficient.
  • the upper limit of the partition wall height is not particularly limited to 3 mm or more.
  • the width of the partition wall is not particularly limited, but in practice it is preferably 10 mm or less. If it is more than that, the area contributing to power generation in the area of the solar cell is reduced, so it is not at a level that can withstand practical use.
  • a dye-sensitized solar cell is obtained by laminating using a counter electrode and a UV curable adhesive and injecting an electrolytic solution therein. Accordingly, a dye-sensitized solar cell in which a predetermined dye is adsorbed at a predetermined position is thereby obtained.
  • the density can be controlled by changing the adsorption time, the concentration of the dye solution, the type of solvent, and the like for each unit.
  • a dye representing letters, numbers, symbols, figures, or any combination thereof can be adsorbed on the semiconductor electrode. The same applies to other embodiments described later.
  • Example 1 as an example of the bonding method of the appliance 21, in addition to the example of using the adhesive 22, an example of crimping with a gasket has been described. It is also possible to employ a technique of pressure bonding using atmospheric pressure, such as bonding in a vacuum and returning to the atmosphere.
  • an instrument 21 having a partition wall into which three kinds of dye solutions S 1 to S 3 similar to those in [Example 1] are injected and provided with a silicon rubber layer on its outer periphery is shown in [Example 1].
  • [Example 1] are mechanically bonded to the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 manufactured by the same method (steps (1) to (3)). Thereafter, the internal space of the instrument 21 that has been sealed by being bonded together is sufficiently adhered by reducing the pressure using a vacuum pump, and this is moved up and down in the same manner as in [Example 1]. After inversion, it was allowed to stand for 24 hours.
  • the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 that are inverted and located below the instrument 21 are returned to the upper side again, and the interior is returned to atmospheric pressure, and the transparent substrate 11 is peeled off.
  • Semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 are obtained separately.
  • this dye-attached semiconductor electrode was bonded using a platinum sputter counter electrode and a UV curable adhesive in the same manner as in [Example 1] (steps (5), (6), (7)), and an electrolytic solution. By injecting, a dye-sensitized solar cell can be obtained.
  • Example 1 by inverting the top and bottom of the instrument 21 Fig. 1 has been described for the case where the adsorption of the dye to the semiconductor electrode 12 1 to 12 3, by using the jig 31 of FIG. 2 The dye can be adsorbed without inverting the member.
  • the lower diagram shows a perspective view of the jig 31, and the upper diagram shows a top view of the silicon rubber 32.
  • a hollow jig 31 is used. It is mechanically pressure-bonded through a silicon rubber 32 having holes h 1 to h 3 having shapes corresponding to the portions H 1 to H 3 . That is, at this time, the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 are positioned at the bottom of the jig 31 having a hollow shape. Thereafter, three types of dye solutions S 1 to S 3 similar to those in [Example 1] are injected into the three hollow portions H 1 to H 3 provided in the jig 31, respectively. The dye is adsorbed to the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 which are pressure-bonded through the silicon rubber 32 as the bottom.
  • the semiconductor electrodes 12 1 to 12 3 are separately coated with three kinds of dyes corresponding to the hollow shape of the jig 31 by leaving it as it is for 24 hours. Then, in the same manner as in [Example 1] (steps (5), (6), (7)), this dye-attached semiconductor electrode is bonded using a platinum sputter counter electrode and a UV curable adhesive, and an electrolytic solution is obtained. By injecting, a dye-sensitized solar cell can be obtained.
  • FIG. 3 shows a top view of the jig 41, the jig 42, and the semiconductor electrode 12. As shown by the arrows in the figure, the semiconductor electrode 12 is arranged from the upper left in the figure to the lower right in the figure. It is lined up in time series in the direction toward Therefore, in FIG. 3, the states of the three semiconductor electrodes 12 arranged in time series from the upper left in the drawing to the lower right in the drawing are referred to as state 1, state 2, and state 3, respectively, from the upper left in the drawing. I will explain.
  • a jig 41 having the shape of pattern 1 (hole H 4 and hole H 5 in FIG. 3) and pattern 2 different from pattern 1 (hole H 6 in FIG. 3).
  • the jig 41 is installed on the semiconductor electrode 12 in the state 1.
  • the holes H 4 and H 5 provided in the jig 41 correspond to the holes H 4 and H 5 .
  • Dye solutions S 1 and S 2 are respectively injected into the first and second rows of cells in the figure and the fourth and fifth rows of cells from the left in the figure. More specifically, after the jig 41 is bonded to the semiconductor electrode 12, the dye solutions S 1 and S 2 of N719 and Black dye are respectively injected into the hole H 4 and the hole H 5 and left as they are for 24 hours. By standing still, the semiconductor electrode 12 is adsorbed with the dye having a shape corresponding to the hole H 4 and the hole H 5 of the jig 41.
  • the dye solutions S 1 to squares first and second columns dye is adsorbed (in shaded downward right in the drawing
  • the dye is adsorbed by the dye solution S 2 in the fourth and fifth rows (the area on the square indicated by the slanting diagonal lines in the figure).
  • the middle cell in the third row is in a state where the dye is not adsorbed.
  • a predetermined dye is adsorbed on the remaining third row of the semiconductor electrodes 12 by using the jig 42.
  • a predetermined dye is adsorbed on the remaining third row of the semiconductor electrodes 12 by using the jig 42.
  • rinsed with acetonitrile, by bonding jig 42 in the semiconductor electrode 12 was injected dye solution S 3 of D149 into the hole H 6, by standing still for 24 hours as it is, A dye having a shape corresponding to the hole H 6 of the jig 42 is adsorbed on the semiconductor electrode 12.
  • the semiconductor electrode 12 coated with three types of pigments is obtained by coating the pigments in two stages using the jig 41 and the jig 42.
  • this dye-attached semiconductor electrode was bonded using a platinum sputter counter electrode and a UV curable adhesive in the same manner as in [Example 1] (steps (5), (6), (7)), and an electrolytic solution. By injecting, a dye-sensitized solar cell can be obtained.
  • the titanium oxide electrode may be manufactured by other methods.
  • steps (1) to (3) which are the previous steps of the dye adsorption treatment, commercially available titanium oxide P25 is dispersed in 20 wt% with respect to gamma butyrolactone, and further 30 wt% with respect to titanium oxide.
  • a PVDF-HFP (polyfucavinylidene-hexafluoropropylene) copolymer is added and stirred while heating to about 60 ° C. to obtain a uniform solution.
  • This is coated on a PEN substrate with ITO by a blade coating method, dried at 120 ° C for 1 hour, and then pressed using a roll press to oxidize 5cm x 5cm on the PEN substrate.
  • a titanium electrode is obtained.
  • a dye-sensitized solar cell can be obtained by processing according to the method (steps (5), (6), (7)). That is, in [Embodiment 5], since the titanium oxide electrode is formed on a flexible substrate such as a PEN substrate, a dye-sensitized solar cell with higher flexibility can be manufactured.
  • FIG. 4 shows an example of a dye-sensitized solar cell manufactured when (4) dye adsorption treatment is performed using any of the methods described in [Example 1] to [Example 4]. It is shown.
  • the solar cell / display unit 61 having both a function as a solar cell and a function as a display unit is manufactured by the above steps (1) to (7). It corresponds to the dye-sensitized solar cell.
  • the solar cell / display unit 61 has a dye adsorbed so that the characters “POMY” can be identified, and is a solar cell for the viewer. It is possible to identify characters without making them aware of. That is, for the viewer, the solar cell / display unit 61 is a natural landscape in which the characters “POMY” are displayed.
  • the electric power generated by the solar cell / display unit 61 is stored in the connected storage battery 62. And the electric power stored in this storage battery 62 is supplied to the light source 63 which consists of a fluorescent lamp etc., and light is irradiated to the solar cell and display part 61 by the light source 63.
  • the light source 63 which consists of a fluorescent lamp etc.
  • FIG. Thereby, in the solar cell and display device 51, in addition to sunlight, self-contained power generation is possible in which light is emitted from the light source 63 and electric energy generated from the light is used as illumination light. It is also very effective for energy saving.
  • the solar cell / display device 51 when using the solar cell / display device 51 as a station name display board installed in a platform of a station, a station name is simply represented for a station user.
  • the solar cell / display device 51 has the configuration shown in FIG. 4, the solar cell / display device 51 actually has a function as a solar cell.
  • characters such as “Southeast Line Sakai Free Forest Station” are displayed on the solar cell / display unit 61 using any of the above-described methods of [Example 1] to [Example 4].
  • the representing dye is adsorbed.
  • the solar cell / display unit 61 is illuminated by the light source 63 to illuminate the station name of the display board, and the illumination light is converted into electric power by the solar cell / display unit 61. Converted. And since the electric power is stored in the storage battery 62, the light source 63 will illuminate the station name of a display board with the electric power stored in the storage battery 62. FIG. At this time, the solar cell / display unit 61 may generate electric power from sunlight in addition to the illumination light from the light source 63 and store the electric power obtained thereby in the storage battery 62.
  • the solar cell / display device 51 is not provided with the light source 63 therein, but is installed on the display unit surface side of the solar cell / display unit 61 as shown in FIG.
  • Electric power may be generated from illumination light from the light source 63 and stored in the storage battery 62.
  • the solar cell / display unit 61 generates electric power from sunlight in addition to the irradiation light from the light source 63 and stores the electric power in the storage battery 62.
  • the solar cell / display unit 61 uses any one of the construction methods of [Example 1] to [Example 4] as in FIG. , The dye is adsorbed so that the letters “POMY” can be identified.
  • a predetermined character string is formed on the solar cell / display unit 61 so that, for example, a character string such as “I am good friends from now on” is formed.
  • the dye is adsorbed on the semiconductor electrode.
  • the display part surface in which these character strings were formed also has a function as a solar cell, as shown in FIG. 6, the solar cell and display part 61 is the illumination light by the light source 63, or sunlight. It is possible to generate electric power from the battery and store the electric power in the storage battery 62.
  • the station name display board of FIG. 5 and the advertising board of FIG. 7 were demonstrated as a specific example of the solar cell and display apparatus 51, of course, it is also possible to apply to other things,
  • the present invention can be applied to in-car advertisements, station advertisement signs, vending machines, office walls and pillars, internally illuminated display devices, warning display devices, guidance display devices, road signs, and self-luminous display devices.
  • the display unit surface of the solar cell / display unit 61 is formed with a display body made up of letters, numbers, symbols, figures, or any combination thereof according to the form of use. Is done.
  • the electric power generated by the solar cell / display unit 61 is stored in the storage battery 62. You may make it supply the electric power from the display part 61 to the light source 63 directly.
  • the solar cell / display unit 61 includes only one or two glass substrates or a thickness of a transparent substrate such as a transparent plastic substrate, and the display unit and the solar cell. Both power generation units can be combined. As a result, the structure is not complicated compared to the case where they are configured separately, and furthermore, it is possible to make a very natural landscape where you can not notice that solar cells are present even if you look at the display part. It becomes possible.
  • the design and freedom of shape and color tone are excellent.
  • the solar battery / display device 51 can be manufactured.
  • the solar cell and display device 51 can be installed not only outdoors but also indoors.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show examples of dye-sensitized solar cells manufactured when (4) dye adsorption treatment is performed using the method described in [Example 5] above. .
  • a film-like solar cell 71 composed of a solar cell 81 and a film 82 corresponds to the dye-sensitized solar cell produced by the above steps (1) to (7). That is, as explained in [Example 5], the film-like solar cell 71 is obtained by, for example, producing a titanium oxide electrode on a film substrate such as a PEN substrate and coating it with various pigments. Therefore, since the film-like solar cell 71 forms a dye-sensitized solar cell on a film that can be peeled off any number of times, for example, the film-like solar cell 71 is freely attached to a window or a tile to generate power. It becomes possible.
  • the film-like solar cell 71 may be manufactured so that the film 82 becomes a part of the substrate that forms the solar cell 81. As shown in FIG. It can also be set as the structure combined with the storage battery 83. FIG. That is, in the film-like solar cell 71 of FIG. 9, electric power is generated from sunlight or illumination light by the solar cell 81 on the film 82, and the electric power is stored in the storage battery 83.
  • the mobile phone 92 is attached to the window 91 by using the film-like solar cell 71 as a charging solar battery seal that can be attached to the window 91.
  • the rechargeable battery of the mobile phone 92 can be charged by connecting to the film-like solar battery 71 (charging solar battery seal).
  • a film-like solar cell 71 is pasted on a window glass of a vehicle such as a bus or a train, so that a passenger on board gets on the vehicle such as a bus
  • the mobile phone 92 can be charged using the time. In this case, since there is no need for a place, it is possible to charge the device without worrying about space and inconvenience to other passengers even while riding.
  • the power generation efficiency is less dependent on the incident angle of light
  • the dye-sensitized solar cell having high power generation efficiency with room light is suitable as a solar cell that is attached to a window glass and uses room light
  • the film-like solar cell 71 is preferably used by being attached to the window 91 like the above-described charging solar cell seal.
  • the film-like solar cell 71 can be reused as many times as possible by removing the attached one.
  • the film-like solar cell 71 can be attached to, for example, the window 91, it is possible to generate power using both indoor light and sunlight. Moreover, since it is only necessary to stick the film-like solar cell 71 to the window 91, there is an advantage that the window 91 can be pasted without being stained after use.
  • the film-like solar cell 71 can be separately coated with the dye by the method described in the above [Example 5], the film-like solar cell 71 with the dye separately applied may be, for example, a car or By pasting it on the shop window, it is possible to exert its function as an advertisement. That is, in the film-like solar cell 71, a display body made of letters, numbers, symbols, figures, or any combination thereof is formed on the display surface of the solar cell / display portion 81 according to the form of use.
  • the film-like solar cell 71 is made of a film that can be peeled off any number of times, it can be generated using sunlight or illumination light by sticking it to a window or tile. It becomes. This generated power can be used, for example, for charging a rechargeable battery of a portable device. Moreover, since the film-like solar cell 71 can be affixed to a side wall such as a window without being placed on the floor, a small space can be effectively utilized.
  • a see-through or multicolor battery can be produced, so that it can sufficiently function as an interior beyond the concept of a solar cell. it can. Further, when the film-like solar cell 71 is carried, it can be folded or rolled, so that there is an advantage that it can be easily carried without taking up space.
  • the power generated by the dye-sensitized solar cell has been described as being stored in the storage battery. However, it may be stored in other storage devices, for example, in a capacitor. is there.
  • a dye-sensitized solar cell has been described as an example of a photoelectric conversion element.
  • the present invention is not limited to a dye-sensitized solar cell or a photoelectric conversion element other than a solar cell. Is also applicable.
  • Transparent substrate 12 1 to 12 3 and 12 Semiconductor electrode, 21 Apparatus, 22 Adhesive, 31 Jig, 32 Silicon rubber, 41 Jig, 42 Jig, S 1 to S 3 dye solution, H 1 to H 3 Hollow portion, h 1 to h 3 hole portion, H 4 to H 6 hole portion, 51 solar cell / display device, 61 solar cell / display portion, 62 storage battery, 63 light source, 71 film-like solar cell, 81 solar cell, 82 Film, 83 battery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

本発明は、色素増感型太陽電池の持つデザイン性とフレキシブル性の特徴を生かすことができるようにする電子装置に関する。 太陽電池兼表示部61は、太陽電池としての機能と、所定の表示体を表示する表示部としての機能の両方の機能を有しており、「POMY」等の所定の文字列を識別させるとともに、照明光又は太陽光から電力を発生させて、蓄電池62に蓄える。蛍光灯等の光源63は、蓄電池63に蓄えられた電力により、光を太陽電池兼表示部61に照射することで、色素増感型太陽電池の持つ特徴を生かすことが可能となる。本発明は、色素増感型太陽電池を有する機器に適用することができる。

Description

電子装置
 本発明は、光電変換素子を用いた電子装置に関する。
 近年、シリコン(Si)系などに替わる次世代の太陽電池として、色素増感型太陽電池についての研究が広く行われている。
 この色素増感型太陽電池は、その特徴として、製造プロセスが簡便であることや、デザイン性の付与が可能であることが挙げられる。デザイン性の一例としては、複数の色を有する太陽電池であれば、設置する装置、建物等の外観を損なうことなく、設置することができ、太陽電池の一層の普及につながるものと考えられる。
 この種の色素増感型太陽電池としては、たとえば、特許文献1及び2が知られている。
特開2006-221965号公報 特開2005-182076号公報
 ところで、色素増感型太陽電池は、従来より用いられてきたシリコンなどの太陽電池にはないデザイン性やフレキシブルである等の特徴を有しているため、それらの特徴を生かした用途での使用の要求が高まっている。
 たとえば、特許文献1に開示されている発明では、道路標識等の表示部に色素増感型太陽電池からなる太陽電池部を取り付けて使用する場合において、単に、表示部の上面に太陽電池部を付加しているので、太陽電池部と表示部とが全く別々に構成されていることになる。そのため、全体としての体積が大きくなってしまい、またその構造も複雑になるといった問題や景観に違和感があるといった問題があり、色素増感型太陽電池の特徴を生かしているとは言えなかった。
 また、特許文献2に開示されている発明においても、太陽電池と、液晶表示装置とが別々に接続されて機能するものであるため、上記の文献の発明と同様に色素増感型太陽電池の持つ特徴を生かしているとは言えない。
 本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、色素増感型太陽電池の特徴であるデザイン性やフレキシブル性等に対応することができるようにするものである。
 本発明の第1の側面の電子装置は、所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成された光電変換素子を備える。
 前記表示体を照射する光源をさらに備え、前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記光源に供給し、前記光源は、前記光電変換素子からの前記電力によって駆動する。
 前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備え、前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記蓄電部に蓄え、前記光源は、前記蓄電部に蓄えられた前記電力によって駆動する。
 前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである。
 前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である。
 本発明の第2の側面の電子装置は、所定の形状を有する物体に貼りはがし可能な基板上に形成される光電変換素子を備える。
 前記基板は、何度でも貼りはがし可能なフィルムである。
 前記光電変換素子は、前記基板によって窓又はタイルに貼り付けられ、太陽光又は照明光から電力を発生させて、その電力を、接続された前記携帯用の機器に搭載された蓄電部に供給する。
 前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備える。
 前記光電変換素子には、所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成されている。
 前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである。
 前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である。
 以上のように、本発明の一側面によれば、色素増感型太陽電池の持つ特徴を生かすことができる。
本発明を適用した色素吸着処理の工程を説明するための断面図である。 本発明を適用した色素吸着処理の工程を説明するための図である。 本発明を適用した色素吸着処理の工程を説明するための図である。 本発明を適用した太陽電池兼表示装置の一実施の形態の構成を示す図である。 太陽電池兼表示部の例を示す図である。 本発明を適用した太陽電池兼表示装置の一実施の形態の他の構成を示す図である。 太陽電池兼表示部の例を示す図である。 本発明を適用したフィルム状太陽電池の一実施の形態の構成を示す図である。 本発明を適用したフィルム状太陽電池の一実施の形態の他の構成を示す図である。 フィルム状太陽電池の例を示す図である。
 以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
 ところで、色素増感型太陽電池の製造プロセスであるが、たとえば、下記の(1)ないし(7)の工程に沿って行われる。
(1)レーザスクライブ加工処理
(2)スクリーン印刷処理
(3)アニール処理
(4)色素吸着処理
(5)貼り合せ処理
(6)電解液注液処理
(7)注液口の封止処理
 簡単に説明すると、かかる製造プロセスでは、まず、(1)レーザスクライブ加工処理によって、導電性ガラス等の透明基板をレーザ加工することで、パターン化された透明基板が得られる。次に、(2)スクリーン印刷処理では、スクリーン印刷法により所定のペーストを透明基板上に塗布し、続いて、(3)アニール処理によって、たとえば、電気炉において100℃~600℃での加熱焼成を約1時間行うことで、半導体電極が得られる。
 そして、(4)色素吸着処理において、半導体電極に所定の色素が吸着され、(5)対極との貼り合せや反射防止フィルム等が行われた後、(6)電解液注液処理によって、所定の電解溶液が注液され、(7)注液口を封止することで、色素増感型太陽電池が得られる。
 以上のような製造プロセスを経ることで色素増感型太陽電池が製造されるが、本発明の色素増感型太陽電池を製造する際には、特に、(4)色素吸着処理の工程が特徴的な工程となる。そこで、以下、かかる色素吸着処理について、[実施例1]ないし[実施例5]によって具体例を挙げながら説明する。
 (4)色素吸着処理の前段の工程(1),(2),(3)によって、市販のFTOガラス(15Ω/□)上に、市販のTiO2 ペーストがスクリーン印刷法によって塗布され、500℃で1時間焼成されることにより、短冊状のパターンを有する酸化チタン電極(平均膜厚20μm)が得られる。
 次に、工程は、(4)色素吸着処理に進み、図1の(4)色素吸着処理の工程の断面図に示す処理が行われる。なお、図1においては、(1)ないし(3)の工程により得られる短冊状の酸化チタン電極を、半導体電極121ないし123として記述している。
 図1のAに示すように、器具21は、底部を持つ容器状(トレイ状)の形状からなる。また、器具21は、所定の形状の隔壁を有しており、その隔壁で仕切られた区画ごとにそれぞれ異なる色素溶液を入れることできる。たとえば、図1のAにおいては、器具21は3つの区画に分けられており、それらの区画には、異なる3種の色素溶液が入れられる。すなわち、たとえば、N719,Black dye,D149の3種類の色素をそれぞれ、CH3CN/t-BuOH混合溶液に溶解させることで、0.3mMの色素溶液(色素溶液S1,S2,S3)が得られるので、この色素溶液を、図1の器具21の3つの区画にそれぞれ注ぐことができる。
 そして、図1のBに示すように、異なる3種の色素溶液S1ないしS3がそれぞれ入れられた器具21の隔壁による上縁部(開口上縁部側)に透明基板11を、半導体電極121ないし123(酸化チタン電極)の形成された面が下側(器具21側)となるように設置することで、器具21を密閉する。このとき、図中の黒色の丸印で示す接着剤22によって、透明基板11と器具21とを接着することで貼り合せて固定する。
 なお、かかる貼り合せの手法としては、UV硬化接着剤等の接着剤22を用いる手法の他、たとえば、シリコンゴムのようなガスケットとして機能するような材料を用いて圧着する手法を用いることもできる。この場合、シリコンゴムは器具21と接着されていても構わないし、シート状のものを用いても構わない。また、透明基板11としては、たとえば、導電性ガラス等のガラス基板、透明プラスチック基板、金属板などが用いられる。
 そして、透明基板11と器具21とが接着されている状態で、その密閉された器具21の上下を反転させると、図1のCに示すような状態となる。すなわち、器具21の上下が反転されることで、器具21の底部側にあった色素溶液S1ないしS3が、透明基板11側に流れ込むと同時に、半導体電極121ないし123が色素溶液S1ないしS3でそれぞれ満たされることになる。これにより、半導体電極121ないし123には、それぞれ色素が吸着される。このとき、半導体電極121は色素溶液S1により色素が吸着され、半導体電極122は色素溶液S2により色素が吸着され、半導体電極123は色素溶液S3により色素が吸着される。このことは、言い換えれば、半導体電極上の任意の位置に、任意の色素を吸着させていると言え、さらに、器具21を用意するだけで色素の塗り分けが可能となるため、簡便であるとも言える。
 その後、図1のCの状態のまま24時間静置した後、器具21を透明基板11からはがすことによって、図1のDに示すように、透明基板11上には、色素溶液S1ないしS3による色素で塗り分けられた半導体電極121ないし123が得られる。
 なお、(4)色素吸着処理の工程で用いられる、器具21の形状であるが、隔壁の高さとしては少なくとも3mm以上必要である。これは、それ以下であると、半導体電極12に注がれる色素溶液に含まれる色素の量が不十分となるためである。隔壁の高さの上限は3mm以上であれば特にない。また、隔壁の幅についても特に制限はないが、実用上は10mm以下であることが望ましい。それ以上である場合には、太陽電池面積のうち、発電に寄与する面積が減少するため、実用に耐えうるレベルではないからである。
 また、図1のCの状態で静置しておく時間であるが、これは半導体電極121ないし123の膜厚で変わるものであって、膜厚が薄ければたとえば、10分,15分,30分などの短時間での吸着が可能となるし、逆に、膜厚が厚いと、たとえば、48時間やそれ以上の時間を吸着に要すこととなる。また、静置しておく時間は温度にも影響を受けるため、膜厚と作業を行う場所の温度の両方を考慮して、かかる時間を決めると好適である。また、加熱、攪拌といった操作を必要に応じて用いても構わない。
 そして、(4)色素吸着処理が終了すると、その後段の工程(5),(6),(7)が行われることで、(4)の工程により得られた色素付半導体電極が、白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼り合せられ、そこに電解溶液が注入されることで、色素増感型太陽電池が得られる。したがって、これにより、所定の位置に、所定の色素が吸着された色素増感型太陽電池が得られたことになる。
 なお、この[実施例1]の手法を用いて、異なる色を塗り分けるだけでなく、1色(1種類)の色素の濃淡を塗り分けることも可能である。この場合、吸着時間、色素溶液の濃度、溶媒の種類などを各ユニットごとに変更することで、濃淡を制御することが可能となる。また、器具21によって異なる色を塗り分けることで、たとえば、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせを表す色素を半導体電極上に吸着させることが可能となる。これらについては、後述する他の実施例においても同様である。
 上記の[実施例1]では、器具21の貼り合せの手法として、接着剤22を用いる例の他、ガスケットにより圧着させる例について説明したが、圧着手法としては、機械的に圧着させる手法の他、真空中で貼り合わせた上で大気中に戻すなどの、大気圧を利用して圧着させる手法を採用することも可能である。
 具体的には、[実施例1]と同様の3種類の色素溶液S1ないしS3が注液された隔壁を有し、その外周にシリコンゴム層を設けた器具21を、[実施例1]と同様の手法(工程(1)ないし(3))で作製された半導体電極121ないし123に対し機械的に貼り合わせる。その後、貼り合わされたることで密閉状態となった器具21の内部空間を、真空ポンプを用いて減圧することにより十分に接着させ、これを[実施例1]と同様にして、その状態で上下を反転させた後、24時間静置した。
 その後、反転されて器具21の下側に位置している半導体電極121ないし123を再度上側に戻し、さらに、その内部を大気圧に戻して透明基板11をはがすことにより、3種類の色素で塗り分けられた半導体電極121ないし123が得られる。その後、[実施例1]と同様の手法(工程(5),(6),(7))にて、この色素付半導体電極を白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼り合せ、電解溶液を注入することで、色素増感型太陽電池が得られる。
 上記の[実施例1]では、図1の器具21の上下を反転させることで、半導体電極121ないし123に色素を吸着させる構成について説明したが、図2の治具31を用いることで、部材を反転させなくとも、色素を吸着させることが可能となる。なお、図2において、下側の図は治具31の斜視図を表し、上側の図はシリコンゴム32の上面図を表している。
 具体的には、[実施例1]と同様の手法(工程(1)ないし(3))で作製した半導体電極121ないし123に対して、中空の形状を有する治具31を、その中空部H1ないしH3に対応する形状の穴部h1ないしh3を有するシリコンゴム32を介して機械的に圧着させる。すなわち、このとき、半導体電極121ないし123は、中空の形状を有する治具31の底部に位置することになる。その後、[実施例1]と同様の3種類の色素溶液S1ないしS3を、それぞれ治具31に設けられた3つの中空部H1ないしH3のそれぞれに注液すると、治具31の底部としてシリコンゴム32を介して圧着されている半導体電極121ないし123に色素が吸着される。
 そして、そのままの状態で24時間静置することにより、治具31の中空の形状に対応する3種類の色素で塗り分けられた半導体電極121ないし123が得られる。そして、[実施例1]と同様の手法(工程(5),(6),(7))にて、この色素付半導体電極を白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼り合せ、電解溶液を注入することで、色素増感型太陽電池が得られる。
 上記の[実施例1]では色素の吸着のすべてを一度に行っていたが、それらを複数回に分けて行うことも可能である。ここでは、図3を参照して、たとえば、[実施例1]と同様の手法により、5cm×5cmの一面に、酸化チタン電極が得られた場合を例に挙げて説明する。
 なお、図3においては、[実施例1]と同様の工程(1)ないし(3)により得られた酸化チタン電極を、その大きさである5cm×5cmに対応させた5×5個の格子状のマス目(1つのマス目が1cm四方)からなる半導体電極12として記述している。また、図3には、治具41及び治具42、並びに半導体電極12の上面図が示されており、図中の矢印で示すように、半導体電極12は、図中左上から図中右下に向かう方向に時系列で並んでいる。そこで、図3では、図中左上から図中右下に向かって時系列で並んでいる3つの半導体電極12の状態を、それぞれ、図中左上から順に、状態1,状態2,状態3と称して説明する。
 ここでは、図3に示すように、パターン1(図3では穴部H4及び穴部H5)の形状を有する治具41と、パターン1とは異なるパターン2(図3では穴部H6)の形状を有する治具42のうち、はじめに、治具41を、状態1の半導体電極12上に設置する。
 そして、工程(1)ないし(3)によって得られた状態1の半導体電極12上の5×5のマス目のうち、治具41に設けられた穴部H4及び穴部H5に対応する位置にある図中左から1,2列目のマス目と、図中左から4,5列目のマス目に、それぞれ色素溶液S1,S2を注液する。より具体的には、治具41を半導体電極12に貼り合わせた後、N719とBlack dyeの色素溶液S1,S2をそれぞれ穴部H4及び穴部H5に注液し、そのまま24時間静置することにより、半導体電極12には治具41の穴部H4及び穴部H5に対応する形状の色素が吸着される。
 そして、治具41をはがすことで、図3の状態2の半導体電極12に示すように、1,2列目のマス目には色素溶液S1により色素が吸着され(図中右下がり斜線で表すマス目上の領域)、4,5列目のマス目には色素溶液S2により色素が吸着される(図中左下がり斜線で表すマス目上の領域)。このとき、状態2の半導体電極12からも分かるように、真ん中の3列目のマス目は、色素が吸着されていない状態となる。
 続いて、治具42を用いて、半導体電極12のうち、残った真ん中の3列目に所定の色素を吸着させる。具体的には、アセトニトリルを用いてリンスした後、治具42を半導体電極12に貼り合わせて、D149の色素溶液S3を穴部H6に注液し、そのまま24時間静置することで、半導体電極12には治具42の穴部H6に対応する形状の色素が吸着される。
 そして、治具42をはがすことで、図3の状態3の半導体電極12に示すように、3列目のマス目には、色素溶液S3により色素が吸着される(図中幅広の右下がり斜線で表すマス目上の領域)。すなわち、治具41と、治具42を用いた2段階での色素の塗り分けによって、3種類の色素で塗り分けられた半導体電極12が得られたことになる。
 その後、[実施例1]と同様の手法(工程(5),(6),(7))にて、この色素付半導体電極を白金スパッタ対極とUV硬化接着剤を用いて貼り合せ、電解溶液を注入することで、色素増感型太陽電池が得られる。
 このように、色素の吸着を行う際、全体を一度に吸着させる他に、部分ごとに何段階かに分けて吸着させることができるので、たとえば、塗り分けの区間同士が隣接している、あるいは隔壁を設けるのに十分なだけ離れていないといった場合にも、[実施例4]のようにして数段階に分けて吸着させることにより、簡便に色素の塗り分けを行うことが可能となる。
 上記の[実施例1]ないし[実施例4]においては、[実施例1]で説明した工程(1)ないし(3)によって作製された酸化チタン電極に対し、(4)色素吸着処理の工程を行う例について説明したが、酸化チタン電極は他の手法により作製してもよい。
 すなわち、(4)色素吸着処理の前段の工程である工程(1)ないし(3)において、市販の酸化チタンP25を、ガンマブチロラクトンに対して20wt%分散させ、さらに酸化チタンに対して30wt%のPVDF-HFP(ポリフッカビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン)共重合体を加え、約60℃に加熱しながら、攪拌することにより、均一な溶液が得られる。これをITOつきのPEN基板上にブレードコーティング法により塗布し、120℃で1時間乾燥させ、さらに、この基板を、ロールプレス機を用いてプレスすることにより、PEN基板上に、5cm×5cmの酸化チタン電極が得られる。
 そして、これを、たとえば、上記の[実施例4]と同様の手法により処理することで、3種類の色素で塗り分けられた酸化チタン電極が得られ、その後、[実施例1]と同様の手法(工程(5),(6),(7))により処理することで、色素増感型太陽電池が得られる。すなわち、この[実施例5]では、たとえばPEN基板等のフレキシブルな基板上に酸化チタン電極が形成されるので、より柔軟性の高い色素増感型太陽電池を作製できる。
 以上のようにして、色素増感型太陽電池の製造プロセスの工程(1)ないし(7)のうち、(4)色素吸着処理において、上記の[実施例1]ないし[実施例5]で説明した処理のいずれかが行われるが、次に、かかる工程を経ることで製造される色素増感型太陽電池の詳細について説明する。
 図4には、[実施例1]ないし[実施例4]で説明した工法のいずれかを用いて、(4)色素吸着処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池の例が示されている。
 なお、図4の左側の断面図において、太陽電池としての機能と、表示部としての機能の両方を有している太陽電池兼表示部61は、上記の工程(1)ないし(7)により製造された色素増感型太陽電池に相当する。この太陽電池兼表示部61には、図4の右側の正面図に示すように、「POMY」の文字が識別可能となるように色素が吸着されており、見る者には太陽電池であることの意識をさせることなく、文字を識別させることが可能となる。
つまり、見る者にとって、太陽電池兼表示部61は、ただ「POMY」の文字が表示されている自然な景観となっている。
 また、図4に示すように、太陽電池兼表示装置51において、太陽電池兼表示部61によって発生された電力は、接続されている蓄電池62に蓄えられる。そして、この蓄電池62に蓄えられた電力が蛍光灯等からなる光源63に供給されることで、光源63によって光が太陽電池兼表示部61に照射される。これにより、太陽電池兼表示装置51においては、太陽光の他に、光源63により光を照射して、その光から生成した電気エネルギーを照明光に利用するといった自己完結型の発電が可能となり、省エネルギーにも大変効果的となる。
 具体的には、たとえば、図5に示すように、駅のホームに設置してある駅名表示板として、太陽電池兼表示装置51を使用する場合、駅の利用者にとってはただの駅名を表している表示板にしか見えないが、太陽電池兼表示装置51は、図4に示した構成を有しているため、実際には太陽電池としての機能も有している。図5の例の場合、太陽電池兼表示部61には、上記の[実施例1]ないし[実施例4]の工法のいずれかを用いて、「南東線 自由の森駅」等の文字を表す色素が吸着されている。
 すなわち、図5の駅名表示板の内部では、光源63によって太陽電池兼表示部61が照射されることにより表示板の駅名が照らされ、その照明光は、太陽電池兼表示部61によって、電力に変換される。そして、その電力が蓄電池62に蓄えられるので、光源63は、蓄電池62に蓄えられた電力によって表示板の駅名を照らすことになる。なお、このとき、太陽電池兼表示部61は、光源63からの照明光の他に、太陽光からも電力を発生させて、それにより得られる電力を蓄電池62に蓄えるようにしてもよい。
 また、太陽電池兼表示装置51は、図4に示すように、その内部に光源63を設けるのではなく、図6に示すように、太陽電池兼表示部61の表示部面側に設置された光源63による照明光から電力を発生させて、蓄電池62に蓄えるようにしてもよい。この場合、図6の左側の断面図で示すように、太陽電池兼表示部61は、光源63からの照射光の他に、太陽光からも電力を発生させ、その電力を蓄電池62に蓄える。また、図6の右側の正面図に示すように、太陽電池兼表示部61には、図4と同様に、上記の[実施例1]ないし[実施例4]の工法のいずれかを用いて、「POMY」の文字が識別可能となるように色素が吸着されている。
 具体的には、たとえば、図7の広告板に示すように、太陽電池兼表示部61には、たとえば、「これからは仲良しです ・・・」等の文字列が形成されるように、所定の色素が半導体電極に吸着されている。そして、これらの文字列が形成された表示部面が太陽電池としての機能も有していることから、図6に示すように、太陽電池兼表示部61は、光源63による照明光又は太陽光から電力を発生させ、その電力を蓄電池62に蓄えることが可能となる。
 なお、本実施の形態では、太陽電池兼表示装置51の具体例として、図5の駅名表示板と図7の広告板について説明したが、それ以外のものに適用することも勿論可能であり、たとえば、車内広告、駅の広告標識、自動販売機、オフィスの壁や柱、内照式表示装置、警告表示装置、誘導表示装置、道路標識、自発光式表示装置などにも適用することができる。すなわち、太陽電池兼表示装置51において、太陽電池兼表示部61の表示部面には、使用の形態に応じた、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせからなる表示体が形成される。
 また、図4及び図6の太陽電池兼表示装置51においては、太陽電池兼表示部61によって発生された電力が蓄電池62に蓄積されるとして説明したが、蓄電池62を設けずに、太陽電池兼表示部61からの電力を直接、光源63に供給するようにしてもよい。
 以上のように、太陽電池兼表示装置51において、太陽電池兼表示部61は、1枚若しくは2枚のガラス基板又は透明プラスチック基板等の透明基板の大きさの厚みのみで、表示部と太陽電池の発電部の両方を兼ね備えることができる。その結果、それらを別々に構成した場合と比べて構造が複雑にならず、さらに、その表示部を見ても太陽電池が存在していることに気がつかないような大変自然な景観とすることが可能となる。
 また、色素増感型太陽電池の製造プロセスの(4)色素吸着処理の工程において、[実施例1]ないし[実施例4]を採用することで、形状、色調の自由なデザイン性の優れた太陽電池兼表示装置51を製造することが可能となる。
 さらには、室内光において、シリコン系太陽電池と比較して発電効率の良好な色素増感型太陽電池を用いることで、太陽光のみならず、照明光を利用することが可能である。よって、太陽電池兼表示装置51は、室外の他、室内にも設置可能となる。
 以上、[実施例1]ないし[実施例4]のいずれかの工法を用いて処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池の例について説明したが、次に、残りの[実施例5]の工法を用いて処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池について説明する。
 図8と図9には、上記の[実施例5]で説明した工法を用いて、(4)色素吸着処理を行った場合に製造される色素増感型太陽電池の例が示されている。
 図8において、太陽電池81とフィルム82からなるフィルム状太陽電池71は、上記の工程(1)ないし(7)により製造された色素増感型太陽電池に相当する。すなわち、フィルム状太陽電池71は、[実施例5]で説明したように、たとえば、PEN基板等のフィルム基板上に酸化チタン電極を作製し、それを各種の色素で塗り分けたものである。したがって、フィルム状太陽電池71は、何度でも貼りはがし可能なフィルム上に色素増感型太陽電池を形成していることになるので、たとえば、窓やタイルなどに自由に貼り付けて、発電させることが可能となる。
 このフィルム状太陽電池71は、図8に示すように、フィルム82が太陽電池81を形成する基板の一部となるように作製してもよいし、図9に示すように、それらをさらに、蓄電池83と組み合わせた構成とすることもできる。すなわち、図9のフィルム状太陽電池71においては、フィルム82上の太陽電池81によって、太陽光又は照明光から電力が発生され、その電力が蓄電池83に蓄えられる。
 具体的には、たとえば、図10に示すように、フィルム状太陽電池71を、窓91に貼り付け可能な充電用太陽電池シールとすることで、携帯電話機92を、窓91に貼り付けられたフィルム状太陽電池71(充電用太陽電池シール)と接続して、携帯電話機92の充電池の充電を行うことができる。ここで、窓91としては、住宅等の建物の窓は勿論、たとえば、バスや電車等の乗り物の窓ガラスにフィルム状太陽電池71を貼ることで、乗車中の乗客がバス等の乗り物に乗っている間に、その時間を利用して、携帯電話機92の充電を行うことができる。この場合、場所もとらないため、乗車中であっても、スペースを気にすることなく、また他の乗客の迷惑にならずに、機器の充電が可能となる。
 なお、発電効率が光の入射角度に依存しにくく、さらに、室内光での発電効率が高い色素増感型太陽電池は、窓ガラスに貼り付けて室内光を利用する太陽電池として適しており、フィルム状太陽電池71は、上記の充電用太陽電池シールのように、窓91に貼り付けて使用すると好適である。
 このように、携帯電話機等の充電の必要な携帯用の機器の充電を行いたい場合に、フィルム状太陽電池71を所望の場所に貼り付けることで、機器の充電を行うことが可能である。また、フィルム状太陽電池71は、貼ったものをはがして何度でも再利用することができる。
 さらにまた、図10の例に示すように、フィルム状太陽電池71は、たとえば、窓91に貼ることができることから、室内からの光と太陽光の両方の光を用いた発電が可能となる。また、フィルム状太陽電池71を窓91に貼るだけでよいため、使用後には、窓91を汚さずに貼り替えることが可能となるといった利点もある。
 また、フィルム状太陽電池71は、上記の[実施例5]で説明した手法により色素を塗り分けることが可能であるので、その色素が塗り分けられたフィルム状太陽電池71を、たとえば、車やお店の窓に貼ることにより、広告としての機能を発揮させることも可能となる。すなわち、フィルム状太陽電池71において、太陽電池兼表示部81の表示部面には、使用の形態に応じた、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせからなる表示体が形成される。
 以上のように、フィルム状太陽電池71は、何度でも貼りはがし可能なフィルムから作製されているため、窓やタイル等に貼ることで、太陽光や照明光を利用して発電することが可能となる。この発電した電力は、たとえば携帯機器の充電池の充電に用いることができる。また、フィルム状太陽電池71は、床に置くことなく、窓などの側壁に貼り付けることができるので、少ないスペースを有効に活用することができる。
 また、色素増感型太陽電池の製造プロセスの(4)色素吸着処理の工程において、[実施例5]を採用することで、形状、色調の自由なデザイン性の優れたフィルム形成が可能となり、インテリアグッズの他、広告、標識などにも使用できる。さらには、室内光において、シリコン系太陽電池と比較して発電効率の良好な色素増感型太陽電池を用いることで、太陽光のみならず、照明光を利用することが可能である。よってフィルム状太陽電池71は、室外の他、室内にも設置可能となる。
 さらにまた、色素増感型太陽電池を利用することで、たとえば、シースルーや多色な電池を作製することが可能となることから、太陽電池という概念を越えてインテリアとしても充分に機能することができる。また、フィルム状太陽電池71を持ち運ぶ際には、折りたたんだり、丸めたりすることが可能となるため、場所をとらずに、簡単に持ち運びができるといった利点もある。
 なお、本実施の形態では、色素増感型太陽電池によって発電された電力は、蓄電池に蓄えるとして説明したが、それ以外のものに蓄電してもよく、たとえば、キャパシタに蓄電させることも可能である。
 また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。たとえば、本実施の形態において挙げた、数値、構造、形状、材料、原料、プロセス等は、あくまでも一例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、プロセスを用いてもよい。
 さらに、本実施の形態においては、光電変換素子として、色素増感型太陽電池を例に挙げて説明したが、本発明は、色素増感型以外の太陽電池や、太陽電池以外の光電変換素子についても適用可能である。
 11 透明基板, 121ないし123及び12 半導体電極, 21 器具, 22 接着剤, 31 治具, 32 シリコンゴム, 41 治具, 42 治具, S1ないしS3 色素溶液, H1ないしH3 中空部, h1ないしh3 穴部, H4ないしH6 穴部, 51 太陽電池兼表示装置, 61 太陽電池兼表示部, 62 蓄電池, 63 光源, 71 フィルム状太陽電池, 81 太陽電池, 82 フィルム, 83 蓄電池

Claims (12)

  1.  所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成された光電変換素子を備える
     電子装置。
  2.  前記表示体を照射する光源をさらに備え、
     前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記光源に供給し、
     前記光源は、前記光電変換素子からの前記電力によって駆動する
     請求項1に記載の電子装置。
  3.  前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備え、
     前記光電変換素子は、前記光源によって照射された光から電力を発生させて、その電力を前記蓄電部に蓄え、
     前記光源は、前記蓄電部に蓄えられた前記電力によって駆動する
     請求項2に記載の電子装置。
  4.  前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである 請求項1に記載の電子装置。
  5.  前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である
     請求項1に記載の電子装置。
  6.  所定の形状を有する物体に貼りはがし可能な基板上に形成される光電変換素子を備える 電子装置。
  7.  前記基板は、何度でも貼りはがし可能なフィルムである
     請求項6に記載の電子装置。
  8.  前記光電変換素子は、前記基板によって窓又はタイルに貼り付けられ、太陽光又は照明光から電力を発生させて、その電力を、接続された前記携帯用の機器に搭載された蓄電部に供給する
     請求項6に記載の電子装置。
  9.  前記光電変換素子によって発生された電力を蓄える蓄電部をさらに備える
     請求項6に記載の電子装置。
  10.  前記光電変換素子には、所定の色素を半導体電極上に吸着させることによって所定の表示体が形成されている
     請求項6に記載の電子装置。
  11.  前記表示体は、文字、数字、記号、若しくは図形又はこれらの任意の組み合わせである 請求項10に記載の電子装置。
  12.  前記光電変換素子は、色素増感型太陽電池である
     請求項6に記載の電子装置。
PCT/JP2009/061449 2008-06-24 2009-06-24 電子装置 WO2009157461A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200980123102XA CN102084414A (zh) 2008-06-24 2009-06-24 电子装置
US12/999,254 US20110083719A1 (en) 2008-06-24 2009-06-24 Electronic device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-164447 2008-06-24
JP2008164447A JP2010010191A (ja) 2008-06-24 2008-06-24 電子装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009157461A1 true WO2009157461A1 (ja) 2009-12-30

Family

ID=41444525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/061449 WO2009157461A1 (ja) 2008-06-24 2009-06-24 電子装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110083719A1 (ja)
JP (1) JP2010010191A (ja)
CN (1) CN102084414A (ja)
WO (1) WO2009157461A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012069491A (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
JP2012094321A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Nippon Steel Chem Co Ltd 色素増感太陽電池のアノード極の製造方法
WO2013114995A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 日立造船株式会社 色素増感太陽電池のための電極の製造方法
CN105185272A (zh) * 2015-07-16 2015-12-23 成都格瑞思文化传播有限公司 教育宣传栏
WO2021029428A1 (ja) * 2019-08-15 2021-02-18 兵治 新山 自家発電システム

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140371931A1 (en) * 2013-06-16 2014-12-18 Mei-Jech Lin W5RS: Anlinx & Milinx & Zilinx - the 23Less Green Technology for FSOC of Scalable iPindow of iPhome & Scalable Smart Window of Smart Home with Wire/Wireless/Solar/Battery Communication, Power Supplies & Conversions
US20060176660A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Ahmad Amiri Ultra mobile communicating computer
JP5007784B2 (ja) * 2006-01-30 2012-08-22 ソニー株式会社 光電変換装置
JP2007234580A (ja) * 2006-02-02 2007-09-13 Sony Corp 色素増感型光電変換装置
JP2007280906A (ja) * 2006-04-12 2007-10-25 Sony Corp 機能デバイス及びその製造方法
JP5023866B2 (ja) * 2007-07-27 2012-09-12 ソニー株式会社 色素増感光電変換素子およびその製造方法ならびに電子機器
JP2009099476A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Sony Corp 色素増感光電変換素子およびその製造方法
JP2009146625A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Sony Corp 色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに電子機器
JP2010003468A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Sony Corp 色素増感太陽電池およびその製造方法
JP2010009769A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Sony Corp 光電変換素子の製造方法
JP2010092762A (ja) * 2008-10-09 2010-04-22 Sony Corp 機能性デバイス及びその製造方法
US20110048525A1 (en) * 2008-11-26 2011-03-03 Sony Corporation Functional device and method for producing the same
JP5428555B2 (ja) * 2009-06-08 2014-02-26 ソニー株式会社 色素増感光電変換素子の製造方法
JP2011204662A (ja) * 2010-03-05 2011-10-13 Sony Corp 光電変換素子およびその製造方法ならびに電子機器
JP5621488B2 (ja) * 2010-03-17 2014-11-12 ソニー株式会社 光電変換装置
KR101130254B1 (ko) * 2010-08-17 2012-03-26 부산대학교 산학협력단 염료감응형 태양전지를 이용한 친환경 광고 표지판
US11489483B2 (en) 2015-12-09 2022-11-01 Brian Patrick Janowski Solar window construction and methods
JP2020177564A (ja) * 2019-04-22 2020-10-29 株式会社ジャパンディスプレイ 入力装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256576A (ja) * 1997-03-06 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池シート
JP2001176565A (ja) * 1999-12-10 2001-06-29 Nokia Mobile Phones Ltd 色素増感型太陽電池
JP2005324517A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Casio Comput Co Ltd 装飾装置及び電子機器
JP2005346934A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Casio Comput Co Ltd 色素増感型太陽電池、装飾装置、電子機器及び色素増感型太陽電池の製造方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4477729B2 (ja) * 2000-01-19 2010-06-09 シャープ株式会社 光電変換素子及びそれを用いた太陽電池
JP4010170B2 (ja) * 2002-04-11 2007-11-21 ソニー株式会社 光電変換素子の製造方法
JP4221643B2 (ja) * 2002-05-27 2009-02-12 ソニー株式会社 光電変換装置
US20040226601A1 (en) * 2003-02-24 2004-11-18 Mark Banister Photovoltaic/solar safety and marker tape
JP4635473B2 (ja) * 2004-05-13 2011-02-23 ソニー株式会社 光電変換素子の製造方法及び半導体電極の製造方法
JP4635474B2 (ja) * 2004-05-14 2011-02-23 ソニー株式会社 光電変換素子、及びこれに用いる透明導電性基板
US20060130894A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-22 Gui John Y Illumination devices and methods of making the same
GB2432718A (en) * 2005-11-25 2007-05-30 Seiko Epson Corp Multicolour metal oxide electrochemical cell
JP5007784B2 (ja) * 2006-01-30 2012-08-22 ソニー株式会社 光電変換装置
JP2007234580A (ja) * 2006-02-02 2007-09-13 Sony Corp 色素増感型光電変換装置
JP2007280906A (ja) * 2006-04-12 2007-10-25 Sony Corp 機能デバイス及びその製造方法
JP2008021018A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Sony Corp 情報処理装置および情報処理方法、並びにプログラム
JP5023866B2 (ja) * 2007-07-27 2012-09-12 ソニー株式会社 色素増感光電変換素子およびその製造方法ならびに電子機器
JP2009099476A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Sony Corp 色素増感光電変換素子およびその製造方法
JP2009110796A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Sony Corp 色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに電子機器
JP2009146625A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Sony Corp 色素増感光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法ならびに電子機器
JP2010003468A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Sony Corp 色素増感太陽電池およびその製造方法
JP2010009769A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Sony Corp 光電変換素子の製造方法
JP2010092762A (ja) * 2008-10-09 2010-04-22 Sony Corp 機能性デバイス及びその製造方法
US20110048525A1 (en) * 2008-11-26 2011-03-03 Sony Corporation Functional device and method for producing the same
JP5428555B2 (ja) * 2009-06-08 2014-02-26 ソニー株式会社 色素増感光電変換素子の製造方法
JP2011204662A (ja) * 2010-03-05 2011-10-13 Sony Corp 光電変換素子およびその製造方法ならびに電子機器
JP5621488B2 (ja) * 2010-03-17 2014-11-12 ソニー株式会社 光電変換装置
JP2011216190A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp 光電変換装置及びその製造方法
JP2011216189A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp 光電変換装置及び光電変換装置モジュール
JP2011238472A (ja) * 2010-05-11 2011-11-24 Sony Corp 光電変換装置
JP2012014849A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Sony Corp 光電変換素子およびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256576A (ja) * 1997-03-06 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池シート
JP2001176565A (ja) * 1999-12-10 2001-06-29 Nokia Mobile Phones Ltd 色素増感型太陽電池
JP2005324517A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Casio Comput Co Ltd 装飾装置及び電子機器
JP2005346934A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Casio Comput Co Ltd 色素増感型太陽電池、装飾装置、電子機器及び色素増感型太陽電池の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012069491A (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 Sekisui Chem Co Ltd 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
JP2012094321A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Nippon Steel Chem Co Ltd 色素増感太陽電池のアノード極の製造方法
WO2013114995A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 日立造船株式会社 色素増感太陽電池のための電極の製造方法
CN105185272A (zh) * 2015-07-16 2015-12-23 成都格瑞思文化传播有限公司 教育宣传栏
WO2021029428A1 (ja) * 2019-08-15 2021-02-18 兵治 新山 自家発電システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN102084414A (zh) 2011-06-01
US20110083719A1 (en) 2011-04-14
JP2010010191A (ja) 2010-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009157461A1 (ja) 電子装置
WO2009157462A1 (ja) 光電変換素子の製造方法
Hou et al. 32.3: Reliability and Performance of Flexible Electrophoretic Displays by Roll‐to‐Roll Manufacturing Processes
CN201717264U (zh) 一种有机电致发光显示器及应用该显示器的显示设备、发光光源
Pietsch et al. Inkjet-printed polymer-based electrochromic and electrofluorochromic dual-mode displays
WO2009154233A1 (ja) 色素増感太陽電池およびその製造方法
CN106797684A (zh) 发光装置、模块、电子设备以及发光装置的制造方法
CN103456243B (zh) 一种幕墙
CN101614927B (zh) 自身发电显示器及其制造方法
CN203480775U (zh) 一种幕墙及显示装置
CN103337538A (zh) 一种手机屏幕嵌入式太阳能电池
JP2006278507A (ja) 光電変換装置、画像表示装置、光電変換装置の製造方法、および画像表示装置の製造方法
CN103035207A (zh) 电子纸显示器
CN109683352B (zh) 光激发显示设备及光激发显示系统
KR102630146B1 (ko) 디스플레이와 전력공급부가 일체형으로 구비되는 시각정보 표출 장치
CN105282281A (zh) 太阳能式手机屏幕
KR20130093361A (ko) 전계발광시트 일체형 태양전지모듈
JP6248398B2 (ja) 情報表示媒体
CN201364445Y (zh) 图案型变色玻璃
KR20140065743A (ko) 염료감응 태양전지 루프패널
CN207264710U (zh) 一种显示装置及电子设备
CN102800254A (zh) 电子纸显示设备及其制造方法
EP1986202A3 (en) Dye-sensitized solar cell containing fluorescent material and method of manufacturing the same
KR20120077947A (ko) 태양광 충전이 가능한 디스플레이 장치
CN103337209B (zh) 可动手组装的有机太阳能电池教具

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980123102.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09770171

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12999254

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09770171

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1