WO2014112620A1 - 集光機構、太陽光発電装置、窓構造及び窓ガラス - Google Patents

集光機構、太陽光発電装置、窓構造及び窓ガラス Download PDF

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堀米　秀嘉
寿宏 加瀬澤
力 加瀬澤
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a condensing mechanism, and more particularly, to a condensing mechanism for solar power generation, a solar power generation device using such a condensing mechanism, a window structure, and a functional window glass usable for the condensing mechanism.
  • Solar power generation devices are being installed in buildings, various facilities, and houses from the viewpoint of effective use of natural energy.
  • Solar power generation devices can be broadly divided into a non-condensing type that directly irradiates solar cells with sunlight, and a solar cell that irradiates light collected using a condensing means such as a lens.
  • a condensing type There is a condensing type.
  • Patent Document 1 discloses a window structure in which an outer glass and an inner glass that can be opened and closed are provided in a window frame fitted in a housing opening, and a window in which a translucent solar cell panel is detachably attached to the window frame. The structure is described.
  • the power generation window glass described in Patent Literature 2 includes a transparent substrate, a light control film provided on the light incident surface side of the transparent substrate, and a solar cell disposed at an end of the transparent substrate.
  • the light control film scattering occurs only when light enters at a predetermined angle, and a part of the light after scattering propagates through the inside of the substrate and is received by the solar cell disposed at the end D thereof.
  • scattering does not occur, and the incident light passes through the light control film and the transparent substrate and is emitted from the light exit surface.
  • a translucent solar cell panel having an area corresponding to the window glass area of a double window is provided.
  • the transmittance to the interior is lowered, and the scenery of the outside world may be damaged.
  • the see-through solar cell has a high manufacturing cost.
  • the energy density of sunlight actually irradiated is much lower than the energy density that can be accepted by the solar cell, so that the maximum power generation capacity is not exhibited.
  • a light control film is provided in a single glass window, and light irradiated to some extent can be collected using the refractive index of each layer in the window. Moreover, translucency can be ensured compared with the apparatus of patent document 1, and a small photovoltaic cell can also be utilized.
  • a small photovoltaic cell can also be utilized.
  • the light control film or the solar cell module is exposed to the outside, the light control film or the solar cell module may be damaged by physical force, and the solar cell module may be deteriorated over time due to repeated changes in humidity and temperature.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and is a condensing mechanism capable of solving at least a part of such problems, a solar power generation device using such a condensing mechanism, a window structure, or the like. It aims at providing the functional window glass which can be utilized for a condensing mechanism.
  • the light collecting mechanism of the present invention reflects the light having an incident angle greater than or equal to the first threshold angle and transmits at least part of the light having an incident angle smaller than the first threshold angle.
  • a reflection means and an angle increase reflection means for reflecting incident light at an angle larger than the incident angle are arranged with a gap, and the angle increase reflection means is at least one of the light transmitted through the angle selection reflection means.
  • the angle selective reflection means reflects light having an angle greater than or equal to the first threshold angle reflected by the angle increasing reflection means, and the angle selective reflection means. And the light is propagated and collected in the gap between the angle increasing reflection means.
  • the angle selective reflection means has an angle increasing property, and reflects light reflected from the angle increase reflection means and incident on the angle selective reflection means at an angle larger than the incident angle. Is preferred. It is preferable that the angle selective reflection means has a refractive property and refracts the light transmitted through the angle selective reflection means at an angle larger than the incident angle.
  • the angle-increasing reflection means has angle selectivity, reflects light incident at an incident angle greater than or equal to a second threshold angle, and transmits light incident at an incident angle smaller than the second threshold angle.
  • the angle selective reflection unit or the angle increase reflection unit has a deflecting property and deflects or transmits or reflects the traveling direction of light incident on the angle selection reflection unit or the angle increase reflection unit.
  • the angle selective reflection means and the angle increase reflection means preferably have wavelength selectivity and transmit light in a predetermined wavelength range.
  • the angle increasing reflection means may include a flat holographic optical element, and the flat holographic optical element may reflect light from the angle selective reflection means at an angle larger than its incident angle.
  • the angle-increasing reflecting means includes an inclined surface of a reflective film, a dielectric multilayer mirror, or a reflective holographic optical element, and the inclined surface is provided so as to reflect incident light at an angle larger than the incident angle. May be.
  • the condensing mechanism is provided with the angle selective reflecting means on the glass surface, the angle increasing reflecting means on the back surface of the glass, and condensing the light by propagating to the end of the glass. May be.
  • the angle selective reflection means may be the glass surface itself.
  • the angle selective reflection means includes a flat holographic optical element or dielectric multilayer film, and the flat holographic optical element or dielectric multilayer film reflects light having an incident angle equal to or greater than the first threshold angle, Light having an incident angle smaller than the first threshold angle may be transmitted.
  • the angle selective reflection means includes an inclined surface of a dielectric multilayer mirror or a reflective holographic optical element, and the inclined surface reflects light from the angle increasing reflection means at an angle larger than its incident angle. May be provided.
  • the solar power generation device of the present invention includes any of the light collecting mechanisms described above, and includes solar cells that receive the light collected by the light collecting mechanism and generate power.
  • the window structure provided with the light collecting mechanism of the present invention reflects light having an incident angle equal to or greater than a predetermined threshold angle to one of the two glasses arranged in parallel with a gap, and the two glasses,
  • An angle selective reflection unit that transmits light having an incident angle smaller than a predetermined threshold angle is provided, and an angle that reflects light from the angle selective reflection unit at an angle larger than the incident angle is provided on the other of the two glasses.
  • An increase reflection means is provided, and the angle increase reflection means reflects at least a part of the light transmitted through the angle selection reflection means at an angle equal to or greater than the first threshold angle, and the angle selection reflection means increases the angle.
  • the light reflected by the reflecting means is reflected at an angle equal to or larger than the first threshold angle, and the light is propagated and condensed between the angle selective reflecting means and the angle increasing reflecting means.
  • the angle selective reflection means may be a flat holographic optical element or a dielectric multilayer film, and may be affixed or deposited on the gap side of the one glass. Further, the angle selective reflection means includes an inclined surface of a dielectric multilayer mirror or a reflective holographic optical element, and the inclined surface reflects light from the angle increasing reflection means at an angle larger than its incident angle. May be provided.
  • the angle-increasing reflection means is a flat holographic optical element, and may be attached or deposited on the gap side of the other glass.
  • the angle-increasing reflecting means includes an inclined surface of a reflective film, a dielectric multilayer mirror, or a reflective holographic optical element, and the inclined surface allows light from the angle selective reflecting means to be at an angle larger than its incident angle. You may provide so that it may reflect.
  • the window structure includes a solar battery cell that receives light collected in a predetermined direction by the angle increase reflection unit and the angle increase reflection unit and generates power.
  • the functional window glass of the present invention encapsulates a reflective film, a dielectric multilayer mirror or a reflective holographic optical element in which a plurality of inclined surfaces are repeatedly arranged, and reflects incident light at an angle larger than the incident angle. It has an increased angle.
  • a flat holographic optical element or dielectric having angle selectivity that reflects light having an incident angle larger than a predetermined threshold angle and transmits light having an incident angle smaller than the threshold angle in the functional window glass. It is preferable to enclose the multilayer film.
  • the method for producing a functional window glass according to the present invention provides a glass substrate having a surface shape in which a plurality of inclined surfaces having a predetermined inclination angle are repeatedly arranged, and a plurality of inclinations formed on the glass substrate.
  • Dielectric multilayer film is vapor-deposited on the surface, optical adhesive is applied to the deposited dielectric multilayer film, flat glass is adhered, and the angle increasing property reflects incident light at an angle larger than the incident angle.
  • a condensing mechanism having a simple configuration can be realized by using the angle selective reflection means and the angle increase reflection means.
  • a highly efficient solar power generation device using such a condensing mechanism can be configured.
  • the window structure provided with the highly efficient condensing function can be provided by arrange
  • a functional window glass for the light collecting mechanism of such a window structure can be provided.
  • Schematic configuration diagram of the light collecting mechanism of the present invention Schematic configuration diagram of the double window structure of the first embodiment
  • Explanatory drawing which shows the function of an angle increase reflection means Schematic configuration diagram of window structure of second embodiment and window glass used therefor Another example of the window structure of the second embodiment
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light collecting mechanism of the present invention.
  • the condensing mechanism 20 of the present invention includes the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5, and each means is arranged with a gap.
  • the condensing mechanism 20 of the present invention receives light from the light source 100 on the surface (light receiving surface) of the angle selective reflecting means 3, and at least a part of the light transmitted through the light receiving surface of the angle selective reflecting means 3 in the mechanism.
  • This is a mechanism for condensing light at the edge of the light collecting mechanism 20 by confining in a gap and propagating light toward the edge within the gap.
  • the condensing mechanism 20 of this invention can supply the condensed light to the photoelectric conversion means (solar cell 10) for solar power generation. However, it is not limited to this.
  • the condensing mechanism 20 of the present invention may supply the condensed light to a means (for example, a heat pipe) that can convert the light into heat energy, or may supply it to a means for illumination. . It can also be used as a light guide plate having a light collecting function.
  • the light source 100 side of the light collecting mechanism 20 or the solar power generation device 1 including the light collecting mechanism 20 is referred to as the front side, and the direction opposite to the light source 100 is referred to as the back side.
  • a plane defined by height ⁇ width when the dimensions of the light collecting mechanism 20 are expressed by height, width, and thickness is used as a reference, and a normal line N of the plane is defined as follows.
  • the light collecting mechanism 20 of the present invention is preferably arranged integrally with the window structure (see FIG. 2).
  • the window structure is a thing that is built as a window on the surface that comes into contact with the outside of a house, building, or various facilities, or that is attached to the window of a vehicle (car, train, etc.). Includes structure.
  • the condensing mechanism 20 may be applied to a device that is not intended for ventilation or lighting, such as a movable partition or partition. Moreover, it can also be applied as a wall material or a roof material of a building. Furthermore, what is used as a panel for normal photovoltaic power generation is also included.
  • the light collecting mechanism 20 can be arranged perpendicular to the wall, or can be arranged obliquely or horizontally on the roof, rooftop, ground, or the like. In addition, the light collecting mechanism 20 may be disposed not only in a portion in contact with the outdoors, but also indoors, indoors, commercial facilities, and the like.
  • the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 are arranged substantially in parallel, but it is not always necessary that both are parallel.
  • the condensing mechanism 20 has a flat plate shape for both the angle selective reflection means 3 and the angle increasing reflection means 5 and has a flat plate shape as a whole, but each component may be distorted.
  • the selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 can be distorted in the same direction and used as an arched roof material or a curved wall material, or either the angle selection reflection means 3 or the angle increase reflection means 5 Only one of them may be distorted, or the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 may be distorted in opposite directions.
  • the light source 100 is illustrated as the sun, it is not limited to this, Light (for example, illumination) other than sunlight can also be used.
  • the light condensing mechanism 20 of the present invention receives light from the light source 100 by the light receiving surface of the light condensing mechanism (the entire surface of the angle selective reflecting means 3) even if the amount of light emitted from the light source 100 is small. Since the light can be efficiently condensed by the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5, it can be arranged in directions other than southeast to southwest, indoors, and the like. In this case, light from the sun or the like may be guided by an optical fiber or a mirror.
  • the angle selective reflection means 3 reflects light incident at an incident angle equal to or greater than the first threshold angle ⁇ th (preferably one of the range of 30 to 70 °), and the first threshold angle It has angle selectivity to transmit light incident at an incident angle ⁇ 1 smaller than ⁇ th .
  • the angle selective reflection means 3 transmits at least part of the light from the light source 100 side and makes light enter the gap with the angle increase reflection means 5 and at least part of the light from the angle increase reflection means 5 side. And has a function of confining light in the gap.
  • the angle selective reflection means 3 has angle selectivity, and transmits light incident on the angle selective reflection means 3 from the light source 100 side at an incident angle ⁇ 1 smaller than the first threshold angle ⁇ th to pass through the gap.
  • the light is incident on the light and the light whose angle is increased by the angle increasing reflection means 5 is reflected to reflect the light having the first threshold angle ⁇ th or more, thereby confining the light in the gap.
  • the angle selective reflection means 3 may further have one or more of wavelength selectivity, refraction, angle increase, and deflection.
  • wavelength selectivity When the angle selective reflection means 3 is given wavelength selectivity, only light in a predetermined wavelength range can be transmitted or reflected, and light of other wavelengths can be reflected or transmitted. For example, visible light can be transmitted. By transmitting the light, it can be used as a part of the window, and light of other wavelengths can be reflected and condensed. If which gave refractive angle selective reflecting means 3, it is possible to refract light transmitted, for example, when passing through the light from the light source, the light incident at an angle theta 1 to a larger angle than the angle theta 1 Refract (see FIG. 2).
  • the incident angle of the light that is reflected by the angle increase reflection unit 3 and incident on the angle selection reflection unit 3 is the predetermined first angle. Since it becomes easy to exceed one threshold angle ⁇ th , the light collection rate can be increased. Further, when the angle selective reflection means 3 is provided with an angle increasing property, the light incident on the angle selective reflection means 3 at the angle ⁇ 2 from the angle increase reflection means 5 can be reflected at an angle larger than the angle ⁇ 2. . Further, when the angle selective reflection means 3 is provided with a deflectability, the transmitted light can be deflected in a predetermined direction.
  • the azimuth angle is deflected in the normal direction and transmitted, or the transmitted light can be given a large angle with respect to light with a small incident angle (for example, vertical light), and the light collection rate can be increased.
  • the function of the angle selective reflection means 3 can be realized by a hologram.
  • a hologram is a recording of an interference pattern of two lights (generally called object light and reference light). By irradiating one light onto the hologram, the other light can be reproduced by diffraction. .
  • the reflection type two lights are incident on the hologram from the opposite surface
  • the transmission type two lights are incident on the hologram from the same surface side.
  • Light or transmitted light can be regenerated and angle selectivity can be provided. Further, by making the incident angle of one light different from the incident angle of the other light, it is possible to provide refraction. Further, by making the traveling direction of one light different from the traveling direction of the other light, for example, by making the azimuth angle different, it is possible to provide a deflecting property. Furthermore, the hologram can also multiplex-record holograms having different properties at the same position. For example, at the same position, a plurality of holograms having different angle selectivity angle ranges can be multiplex-recorded. It is also possible to multiplex-record with a reflection hologram. Note that the intensity of diffracted light varies depending on the diffraction efficiency of the hologram.
  • the function of the angle selective reflection means 3 can also be realized by a reflective surface, for example, a dielectric multilayer mirror, a boundary surface between media having different refractive indexes (for example, the glass surface itself), and the like.
  • Dielectric multilayer mirrors are made by alternately laminating high-refractive-index dielectric thin films and low-refractive-index dielectric thin films having a thickness of 1 ⁇ 4 of a desired wavelength. The reflected light can be additively overlapped to achieve highly efficient reflection.
  • the angle selective reflection means having the critical angle as the threshold angle functions as the boundary surface. be able to.
  • total reflection does not occur when light travels from a medium with a low refractive index to a medium with a high refractive index.
  • the glass surface itself can also be used as the boundary surface.
  • the critical angle of the glass determined by the ratio between the refractive index inside the glass and the refractive index of the air outside the glass is the threshold angle.
  • the gap between the angle selective reflection means and the angle increase reflection means is preferably air rather than a medium such as glass.
  • a hologram can be changed (or not changed) by a predetermined angle ⁇ when light is transmitted or reflected by a diffraction effect. (Including a reflection mirror, a dielectric multilayer mirror, etc.) is different in that it is always reflected at the same angle as the incident angle to the reflection surface.
  • a hologram and a reflective film can also be used together.
  • the angle selective reflection means 3 is set with, for example, a holographic optical element (hereinafter, sometimes simply referred to as “HOE”), a dielectric multilayer film, and an appropriate transmittance.
  • HOE holographic optical element
  • An auxiliary reflection layer half mirror
  • the HOE the dielectric multilayer film, the auxiliary reflection layer, etc., a flat plate or a film may be used.
  • a holographic optical element may be formed by coating a photosensitive material on the glass constituting the window structure.
  • a film-like HOE is preferable because it is easy to process and can be attached to a window glass.
  • the dielectric multilayer film may be of an appropriate type, but may be formed by vapor deposition on at least one of the front surface and the back surface of the glass.
  • the HOE, the dielectric multilayer film, the auxiliary reflection layer, and the like may be formed by being enclosed in glass.
  • the material of the window is simply described as glass, but is not limited thereto.
  • it may be made of a resin material as long as it is a material having translucency at least at some wavelengths.
  • the angle-increasing reflecting means 5 reflects light at a reflection angle larger than the incident angle in a certain direction (downward in FIG. 1; hereinafter referred to as “increasing angle direction”). It has an angle increasing property of reflecting at least a part of light transmitted through the angle selective reflection means 3 at an incident angle ⁇ 1 smaller than the threshold angle ⁇ th at an angle ⁇ 2 larger than the incident angle ⁇ 1 , and the angle increase Depending on the characteristics, the incident light is incident on the angle selective reflection means 3 as light having an incident angle ⁇ 1 larger than the first threshold angle ⁇ th .
  • the angle increasing reflection means 5 may have one or more of angle selectivity, wavelength selectivity, and deflectability in addition to the angle increasing property.
  • angle selectivity When the angle-increasing reflection means 5 is provided with angle selectivity, light incident on the normal N at an angle larger than a predetermined second threshold angle ⁇ th (preferably one of the range of 20 to 40 °). Can be reflected, and light incident at an angle smaller than a predetermined second threshold angle ⁇ th can be transmitted.
  • a predetermined second threshold angle ⁇ th preferably one of the range of 20 to 40 °.
  • the angle-increasing reflecting means 5 when the angle-increasing reflecting means 5 is given wavelength selectivity, only light in a predetermined wavelength range can be transmitted or reflected, and light of other wavelengths can be reflected or transmitted. By transmitting light, it can be used as a part of a window, and light of other wavelengths can be reflected and condensed.
  • the angle increasing reflection means 5 may be constituted by a total reflection mirror having no angle selectivity and no wavelength selectivity.
  • the azimuth angle (east, west, north, and south directions) is oblique with respect to incident light. Can be deflected in the normal direction and reflected, or the reflected light can be given a large angle with respect to light having a small incident angle (for example, vertical light), and the light collection rate can be increased.
  • the function of the angle increasing reflecting means 5 can be realized by a reflecting surface (with or without angle selectivity) and / or a hologram.
  • a reflecting surface having an inclination angle with respect to the normal is provided, incident light is changed and output by a predetermined angle ⁇ (increased angle) when reflected.
  • incident light can be reflected by being changed by a predetermined angle ⁇ due to its diffraction effect (angle enhancement).
  • the angle increasing reflection means 5 may include, for example, HOE, an inclined dielectric multilayer film, and an inclined reflection film. Moreover, you may use it in combination with the auxiliary
  • the HOE may be a flat plate or a film.
  • a holographic optical element may be formed by coating a photosensitive material on the glass constituting the window structure.
  • a film-like HOE is preferable because it is easy to process and can be attached to a window glass.
  • the dielectric multilayer film or the reflective film may be of an appropriate type, but may be formed by vapor deposition or coating on at least one of the front and back surfaces of the glass. Further, the HOE, the dielectric multilayer film, the reflective film, etc. may be formed by being enclosed in glass.
  • the light incident on the surface of the angle selective reflection means 3 at an angle ⁇ 1 smaller than the first threshold angle ⁇ th is transmitted, and the angle is reflected on the back surface of the angle selective reflection means 3.
  • the light reflected once at the angle ⁇ 2 larger than the threshold angle ⁇ th by the increased reflecting means 5 and the light incident at the angle ⁇ 2 on the back surface of the angle selective reflecting means 3 can be reflected, so that the light once taken into the light collecting mechanism Can be propagated in a predetermined angle increasing direction while being reflected between the angle selective reflecting means 3 and the angle increasing reflecting means 5. That is, the light condensing mechanism of the present invention can efficiently condense light incident on the light receiving surface (the entire surface of the angle selective reflection means 3).
  • the angle selective reflection means 3 has at least angle selectivity, reflects light incident at an angle larger than a predetermined first threshold angle ⁇ th, and reflects light incident at an angle smaller than a predetermined threshold angle ⁇ th. It can be expressed as a reflective mirror that transmits.
  • the angle increasing reflection means 5 has at least an angle increasing property and reflects light incident at an angle ⁇ 1 at an angle ⁇ 2 that is larger than the angle ⁇ 1 by an angle ⁇ .
  • the upper limit of the inclination angle ⁇ of the angle increasing reflection means 5 can be set in a relationship of ⁇ ⁇ 90 ° ⁇ ( ⁇ th ⁇ 2). it can.
  • the angle selective reflection means 3 when the angle selective reflection means 3 is made refractive, the angle selective reflection means 3 emits light at an angle ⁇ 2 larger than the incident angle ⁇ 1 when transmitting light from the light source. You can also In this case, the range of ⁇ > ⁇ th ⁇ 2 can also be set.
  • the angle increasing reflection means 5 can be easily configured as an equivalent to the reflection mirror having the angle increasing property arranged at the predetermined inclination angle ⁇ .
  • the condensing mechanism 20 uses an angle-selective reflecting mirror and an inclined reflecting mirror, and only arranges one reflecting mirror tilted toward the other reflecting mirror with a predetermined tilt angle ⁇ . Easy to configure. Therefore, when the condensing mechanism 20 is installed in a wide space, a plurality of the condensing mechanisms 20 can be arranged and used in a substantially triangular or trapezoidal section as shown in FIG.
  • a reflection mirror having an inclination angle ⁇ of about 85 ° may be difficult to use in a substantially triangular shape.
  • the inclined reflecting mirrors are arranged in the window structure 40 as they are, the inclined surfaces of the continuous reflecting mirrors are in the thickness direction, and the thickness of the window structure 40 (for example, in the case of general-purpose pair glass, the gap between the pair glasses). Is larger than 6 mm or 12 mm), which is difficult to realize.
  • the reflection mirror 5 is subdivided and the inclined surfaces are discontinuously arranged (for example, formed in a sawtooth shape in cross section) to form the angle increasing reflection means 5 by the reflection mirror 9 in a thin window structure or glass. May be.
  • the configuration of the sawtooth type cross section will be described later with reference to FIGS.
  • the light from the light source 100 includes the normal line N of the light collecting mechanism 20 and is perpendicular to the ground. It is assumed that the light is irradiated with an elevation angle ⁇ 1 on a flat surface (hereinafter referred to as a reference surface).
  • the incidence to the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 or the reflection from the angle selection reflection means 3 is within the reference plane for the sake of simplicity.
  • the mode of light irradiation from the light source 100 and the mode of incidence and reflection in the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 are not limited to this.
  • light from the light source 100 propagates from all directions including reflection from the surroundings.
  • the incident direction and the reflection direction in the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 may not be in the same plane, the arrangement of the window structure 40 (direction with respect to the light source 100), and the solar cell 10 with respect to the window structure 40. What is necessary is just to prescribe
  • angle theta 2 is so greater than the first threshold angle theta th of angle-selective reflective means 3, are reflected at an angle theta 2 by angle-selective reflective means 3 ( Second reflection). If the angle selective reflection means 3 is provided with an angle increasing property, the reflection angle becomes larger than the incident angle ⁇ 2 in the second reflection.
  • the light incident at an angle increases the reflecting means 5 at an angle theta 2 is by increasing the angle of the angle increases the reflection means 5, is reflected at a large angle theta 3 than the angle theta 2 (3 round of reflection).
  • the light is repeatedly reflected and propagates in a predetermined direction while increasing the reflection angle. Incident.
  • the angle of increase ⁇ is the difference between the angle ⁇ 2 and the angle ⁇ 1 , the difference between the angle ⁇ 3 and the angle ⁇ 2 , or the difference between the angle ⁇ 4 and the angle ⁇ 3 .
  • the angle of increase ⁇ may be always a constant angle (for example, 10 °), or an angle (for example, 5 °, different depending on the value of the angle ⁇ 1 at the first incident, the wavelength of light, the azimuth of light, or the like). 10 degrees or 15 degrees). The latter case can be realized using a hologram.
  • the angle increasing reflection means 5 when the angle increasing reflection means 5 is provided with angle selectivity, light incident at an angle larger than the predetermined second threshold angle ⁇ th is reflected, and light incident at an angle smaller than that is transmitted. That is, light incident at an angle larger than the second threshold angle ⁇ th of the angle increase reflection means 5 is used for power generation, and light incident at an angle smaller than the second threshold angle ⁇ th is transmitted indoors. For this reason, at least a part of the light from the light source can propagate to the indoor side, and the visibility and lighting of the outside scene can be ensured.
  • the second threshold angle ⁇ th of the angle increasing reflection means 5 may be appropriately set according to the amount of light reaching the indoor side, the visibility of the outside scene, and the environment in which the window structure is arranged.
  • the angle selective reflection means 3 or the angle increase reflection means 5 may use all the wavelength bands of the light from the light source 100, have wavelength selectivity, and generate power depending on the performance and type of the solar battery cell. It may be configured to selectively use light having a wavelength band suitable for the above. For example, if a general amorphous silicon type solar cell is used, a wavelength in the range of approximately 400 to 700 nm may be selected. Moreover, you may comprise so that the light of an ultraviolet region or an infrared region may be interrupted
  • the wavelength selection ranges of the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 are set appropriately according to the environment in which the window structure is arranged, and the type of light reaching the indoor side, the amount of light, and the visibility of the appearance scenery. Good.
  • the HOE used for the angle selective reflection means 3 or the angle increase reflection means 5 can be formed on the hologram recording medium by interference between the object light from the incident direction and the reference light from the emission direction. At this time, it is possible to provide wavelength selectivity by selecting the wavelength of the laser used for exposure. In addition to causing object light and reference light to interfere with each other by parallel light, interference by a combination of controlled wavefronts such as convergent light, divergent light, and parallel light also increases the angle when the incident direction changes. It is possible to do so.
  • the solar battery cell 10 is arranged in a predetermined angle-increasing direction (lower side in FIG. 1) of the condensing mechanism 20, or is arranged at a position where light condensed in the angle-increasing direction is propagated, and angle selective reflection means 3 and the angle increasing reflection means 5 are received, and the received light energy is converted into electric power.
  • Examples of the solar cell 10 include those using a silicon thin film (crystalline silicon, polycrystalline silicon, microcrystalline silicon, etc.), those using III-V group, CdTe, and ClGS inorganic compounds, and conductivity.
  • the thing using organic compounds, such as a polymer and fullerene, and the thing of various forms, such as a dye-sensitized type, can be used.
  • Solar cell 10 may be a single cell or a plurality of cells connected together.
  • the photovoltaic cell 10 is arrange
  • the light can be guided to the solar battery cell 10 while increasing the reflection angle of the light between the angle selective reflection unit 3 and the angle increase reflection unit 5. It is possible to efficiently generate power by concentrating energy and using it without waste.
  • this condensing mechanism is continuously arranged on the ground surface, the wall surface of the facility, the roof of the facility, the sound barrier such as a highway and a railroad in a substantially parallel plate shape or a triangular shape. Can be done. Moreover, it can also comprise so that it may receive sunlight perpendicularly
  • the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 may be arranged on both surfaces of one window glass.
  • a film-shaped angle selective reflecting means 3 is provided on the surface of the window glass
  • a film-shaped angle increasing reflecting means 5 is provided on the back surface of the window glass
  • a solar battery cell is provided at the end of the window glass. 10 may be provided.
  • the light incident on the window glass passes through the angle selective reflection means 3, propagates through the glass medium between the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5, and reaches the solar battery cell 10.
  • the angle selective reflection means 3 can be configured as the glass surface itself.
  • the glass surface Since the glass surface has a kind of angle selectivity, it reflects light from a light source incident at an angle larger than a predetermined threshold angle and transmits light incident at an angle smaller than a predetermined threshold angle. Further, if the refractive index of the glass medium is set appropriately, for example, when light from a light source enters the window glass at a low elevation angle, the incident light is refracted at an angle within a predetermined angle selection range and reflected at an increased angle. It can also be incident on the means. That is, it can also have refraction.
  • the angle selective reflecting means 3 and the angle increasing reflecting means 5 may be arranged inside (gap) of the double glass (pair glass). Since the light from the light source propagates in the air in the gap between the double glasses, there is less propagation loss than in the case of propagating in the single glass medium, and high-efficiency condensing can be realized. Furthermore, the gap between the double glasses is stable in environmental conditions, is not easily deteriorated, and can be prevented from being broken by an external physical force.
  • this condensing mechanism can also be applied to triple glass.
  • the form which applied the condensing mechanism of this invention to the window structure of double glass and triple glass is demonstrated.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a double window structure including the light collecting mechanism of the first embodiment.
  • the window structure 40A is arranged substantially perpendicularly to the wall surface of a building such as a house or a building.
  • the direction of the light source 100 is referred to as the outdoor side, and the opposite direction is referred to as the indoor side.
  • the vertical top of the window structure is referred to as the upper side, the vertical bottom as the lower side, the horizontal right as the right side, and the horizontal left as the left side.
  • the window structure 40 ⁇ / b> A of the present embodiment includes a window frame 22, an outdoor side window glass 24, and an indoor side window glass 26, and includes a light collecting mechanism 20 in the gap between the window glass 24 and the window glass 26.
  • the solar battery cell 10 may be provided at an appropriate position where the light guided by the mechanism 20 can be received (for example, a position in contact with the gap between the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5).
  • the window structure 40A is arranged in the order of the window glass 24, the angle selective reflection means 3 (32, 34), the angle increase reflection means 5 (52, 54), and the window glass 26 from the outdoor side.
  • the material of the window is simply described as glass, but is not limited thereto.
  • it may be made of a resin material as long as it is a material having translucency at least at some wavelengths.
  • the solar battery cell 10 is preferably disposed on the lower side of the window structure 40. However, it is not limited to this. Instead of the lower side or in addition to the lower side, the solar cells 10 may be arranged on the left and right sides or the upper side, or outside the window structure 40A (for example, the building side). You may arrange. The solar cell 10 may be arranged at an appropriate position where the light guided by the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 can be received.
  • the window structure 40A is provided with power output means for taking out electricity generated by the solar battery cell 10.
  • the power connector 12 may be provided as power output means, or non-contact power output means may be provided.
  • the power connector 12 outputs power generated by photoelectric conversion by the solar battery cell 10.
  • the power connector 12 may be configured so that it can be connected to a power connector provided in another adjacent window structure provided with a male type at the left and right ends of the window structure and a female type at the other end. Good.
  • it is preferably configured to be connectable to an external device (for example, a power control device, a power storage device, a power supply destination device, etc.) via a cable or the like.
  • the power control device (not shown) may have a DC / AC conversion function, and may supply AC power indoors, sell power, and the like.
  • the heat dissipation member 28 in contact with the solar battery cell 10.
  • an aluminum frame having a window structure or the like may be used as the heat radiating member 28, or a heat radiating member 28 made of a material having high thermal conductivity may be provided in contact with the solar battery cell 10.
  • the reflection mirrors 21 are provided on the upper side and the left and right sides inside the window structure 40A.
  • the reflection mirror 21 may be suitably combined with resin, glass, aluminum or stainless steel mirror polished.
  • the inner surface of the frame of the window structure 40A may be mirror-polished to form a reflection mirror. Since the light once guided to the light collecting mechanism 20 by the reflecting mirror does not leak outside from the upper side or the left and right sides, the sunlight can be effectively collected.
  • a hygroscopic agent (not shown) may be placed inside the window structure 40A. Thereby, since the change in the humidity of the internal space of the sealed window structure is reduced, there is little possibility that the performance of the solar battery cell 10 is deteriorated due to aging.
  • the angle selective reflection means 3 is composed of a HOE 34 and may include an auxiliary reflection layer 32.
  • the HOE 34 has angle selectivity and refraction, and emits light from the light source 100 incident at an angle ⁇ 1 (for example, 45 °) smaller than a predetermined first threshold angle ⁇ th (for example, 70 °) from the angle ⁇ 1 .
  • the light diffracted and transmitted at a large angle ⁇ 2 (for example, 70 °) and reflected at an angle equal to or greater than the first threshold angle ⁇ th is reflected.
  • the HOE 34 is in the form of a film and is preferably applied or pasted on the back surface of the window glass 24.
  • the HOE 34 is preferably composed of a volume hologram capable of adding a plurality of holograms and capable of adding a plurality of holograms in addition to angle selectivity and refraction properties.
  • the selected wavelength is set so that at least light having a specific wavelength suitable for power generation of the solar battery cell 10 is transmitted.
  • the auxiliary reflection layer 32 transmits part of the light from the light source 100 and reflects light from the indoor side. Via the reflection mirror in the upper or left side in the condensing mechanism 20 within the angle of light incident on HOE34 is likely to be smaller than the first threshold angle theta th.
  • the incident light passes through the HOE 34 but is reflected again by the auxiliary reflection layer 32 and is repeatedly reflected in the light collecting mechanism 20.
  • the provision of the auxiliary reflection layer 32 can improve the light collection efficiency.
  • a dielectric multilayer mirror, a half mirror, an HOE, or the like can be used as the auxiliary reflection layer 32.
  • the auxiliary reflective layer 32 is in the form of a film and is preferably applied or pasted on the back surface of the window glass 24.
  • the angle-increasing reflecting means 5 is composed of a reflective HOE 52 and may include an auxiliary reflecting layer 54.
  • the reflection type HOE 52 diffracts and reflects light incident at an angle ⁇ 1 (for example, 70 °) at an angle ⁇ 2 (for example, 80 °) larger than the angle ⁇ 1 due to the angle increase.
  • the reflective HOE 52 has angle selectivity and may transmit light incident at an angle smaller than a predetermined second threshold angle ⁇ th (for example, 30 °).
  • the reflective HOE 52 is preferably in the form of a film and can be attached to a window glass or the like.
  • the reflection type HOE 52 preferably uses a volume hologram in order to obtain an increase in angle and an angle selectivity.
  • the reflective HOE 52 may have a wavelength selectivity and may be configured to reflect at least a part of light having a specific wavelength suitable for power generation of the solar battery cell 10.
  • the reflective HOE 52 may have a deflectability that deflects incident light in the angle-increasing direction at the time of reflection.
  • the auxiliary reflection layer 54 reflects at least a part of the light transmitted through the reflective HOE 52 toward the angle selective reflection means 3.
  • a dielectric multilayer mirror, a half mirror, or the like can be used as the auxiliary reflection layer 54.
  • the reflectance (transmittance) of the auxiliary reflective layer 54 may be set as appropriate according to the installation location and orientation of the window, the brightness required in the room, the necessity to capture the scenery of the outside world, and the like.
  • the light incident on the HOE 34 at the angle ⁇ 3 is larger than the first threshold angle ⁇ th of the HOE 34 and is reflected by the HOE 34 at the angle ⁇ 3 .
  • the incident light may pass through the HOE 34.
  • at least a part of the transmitted light may be reflected by the auxiliary reflection layer 32, and the reflected light is transmitted again through the HOE 34 and guided between the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5. May be lighted.
  • the light incident on the window structure 40 ⁇ / b> A propagates while being repeatedly reflected between the angle increasing reflection means 5 and the angle selective reflection means 3.
  • the angle ⁇ n eventually becomes close to 90 °, and light propagates substantially vertically downward and is received by the solar battery cell 10. Is done.
  • the above-described reflection in the reference plane is handled, but actually, the sun's light propagates from all directions including reflection from the surroundings.
  • Light incident from an oblique azimuth angle (direction of east, west, south, and north) with respect to the plane of the window structure can be handled in the same manner as propagation in the reference plane when viewed from the plane including the incident light and the normal N.
  • the light incident obliquely propagates by repeating reflection according to the direction of incidence.
  • the reflecting mirrors 21 are provided on the upper side and the left and right sides inside the window structure, and the light that has reached the upper side or the left and right sides is directed to an appropriate direction by the reflecting mirror 21 and is again angle-selective reflecting means. 3 and the angle-increasing reflection means 5, and finally, most of the light travels toward the solar battery cell 10.
  • the HOE 34 can be deflected by forming multiple holograms, and can transmit incident light with an azimuth angle changed by changing the azimuth angle.
  • the reflective HOE 52 can also have a deflectability by forming a multiple hologram, and the azimuth angle of the light at the time of reflection can be changed to an appropriate direction.
  • Such a hologram can be formed by interference between an object beam whose azimuth angle is oblique and a reference beam having a different azimuth angle. Thereby, the light propagating through the condensing mechanism can be more condensed on the solar battery cell.
  • the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 are holographic optical elements, but are not limited to this.
  • one of the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 may be constituted by a holographic optical element, and the other may be constituted by a dielectric multilayer film.
  • the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 are disposed on the window glass.
  • at least one of the angle selection reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 is illustrated in FIG. 6 may be configured integrally with the window glass (enclosed in the window glass) as described later.
  • the light from the light source 100 is transmitted between the light collecting mechanisms provided in the double glass window structure (the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5). And the light is received by the solar battery cell 10, so that the energy of sunlight can be collected and utilized without waste and effective power generation can be performed.
  • the angle selective reflection means, the angle increase reflection means, and the solar battery cell are arranged in the gap between the double glasses, they are less affected by changes in the surrounding environment. In addition, there is little risk of damage due to physical impact or the like. Furthermore, since a plurality of inexpensive small solar cells can be arranged side by side, the cost can be reduced.
  • the solar power generation apparatus is applied to a double glass window structure, but in recent years, a triple glass window structure for the purpose of strengthening the crime prevention function is also widespread.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a triple window structure including the light collecting mechanism according to the first embodiment.
  • the window structure 40B of this example is shown in FIG. 2 in that a window glass 23 is provided on the outdoor side of the window glass 24, and a transmissive HOE 31 for correcting angle selectivity is provided between the window glass 23 and the window glass 24. This is different from the window structure 40A. Since other configurations are the same as those in FIG. 2, detailed description thereof is omitted.
  • This example is preferred when the power generation by the light is also further utilized incident at a predetermined first threshold angle theta th angle greater than set in HOE34. For example, when the window structure shown in FIG.
  • the sun light having a high elevation angle (80 ° or more) in a low-latitude region or in summer has the threshold angle ⁇ th Since it exceeds, it cannot be used.
  • the transmission type HOE31 for correction of angular selectivity of the present embodiment may also be utilized sunshine exceeding the first threshold angle theta th set in advance.
  • the transmissive HOE 31 for correction arranged on the outdoor side is in the form of a film and is preferably applied or pasted on the back surface of the window glass 23 on the most outdoor side.
  • the transmissive HOE 31 for correction has refraction, and makes incident light having an angle ⁇ 0 (for example, 80 °) larger than the first threshold angle ⁇ th to an angle ⁇ 1 (for example, 70) smaller than the angle ⁇ 0. Diffracted and transmitted at °).
  • the light propagation path after entering the HOE 34 is the same as that shown in FIG. Note that light incident at an angle smaller than the first threshold angle ⁇ th of the HOE 34 is transmitted through the correction transmissive HOE 31 as it is, and thus is the same as that shown in FIG.
  • the transmissive HOE 31 for correction makes light incident at an angle ⁇ O (for example, 25 °) considerably smaller than the predetermined first threshold angle ⁇ th sufficiently larger than the angle ⁇ O and has a predetermined threshold value.
  • the light may be diffracted and transmitted at an angle ⁇ 1 (for example, 50 °) close to the angle ⁇ th .
  • Light incident on the HOE 34 at an angle ⁇ 1 (for example, 50 °) is emitted at an even larger angle ⁇ 2 (for example, 60 °) due to the refraction property of the HOE 34, so that the angle of increase ⁇ by the reflective HOE 52 is small ( For example, even when the angle is 10 °, the predetermined first threshold angle ⁇ th can be exceeded, and light reflected by the HOE 34 and propagating in the gap of the light collecting mechanism 20 can be obtained.
  • the window structure 40B having a focusing mechanism of FIG. 3 by transmission HOE31 for correction, and can also be used for light incident at an angle greater than the threshold angle theta th of HOE34 Become. Further, it is possible to use light that is incident at an angle ⁇ O that is considerably smaller than a predetermined first threshold angle ⁇ th .
  • a standard threshold angle ⁇ th (for example, for a mid-latitude region) is set in the HOE 34, and the double glass window structure 40A by the pair of the window glass 24 and the window glass 26 is formed.
  • the basic configuration of the light collecting mechanism applied to the window structure 40A shown in FIG. 2 is made possible by replacing the window glass 23 provided with the transmissive HOE 31 for correction on the outdoor side according to the region and season.
  • the window structure 40B for high latitudes or low latitudes can be configured with the aid of a simple design.
  • holographic optical elements are used for the angle selective reflection means 3 and the angle increase reflection means 5 of the light collecting mechanism, and such holographic optical elements are arranged in the gap between the double window glasses.
  • the angle selective reflecting means 3 and the angle increasing reflecting means 5 of the light collecting mechanism can also be constituted by a reflecting mirror (dielectric multilayer mirror), and such a reflecting mirror can be enclosed in a window glass. .
  • a window structure having a light collecting function can be configured.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the window structure of the second embodiment and the window glass used therefor.
  • the window structure 40C includes the window frame 22, the first functional window glass 8A on the outdoor side, and the second functional window glass 9 on the indoor side.
  • the first functional window glass 8A includes at least angle selective reflection means 3 having angle selectivity in the glass.
  • the angle selective reflection means 3 is constituted by a reflection mirror or a holographic optical element using a flat dielectric multilayer film.
  • the configuration of the first functional window glass 8A shown in FIG. 5 is merely an example, and is not limited to this.
  • the angle selective reflection means 3 that reflects light incident on the glass surface itself at a predetermined threshold angle or more may be used, or the angle selective reflection means 3 made of a dielectric multilayer film or the like may be used. It is good also as a structure provided in the glass surface instead of providing in glass.
  • the second functional window glass 9 includes at least angle-increasing reflection means 5 having an angle increasing property in the glass.
  • the angle increasing reflection means 5 is constituted by a reflection mirror of a dielectric multilayer film 53 formed in a sawtooth shape, for example. As shown in FIG. 7 to be described later, the reflection mirror made of the dielectric multilayer film 53 is formed in a sawtooth shape including a plurality of inclined surfaces 56 inclined at a constant inclination angle ⁇ .
  • the structure of the 2nd functional window glass 9 shown in FIG. 5 is a mere illustration, Comprising: It is not limited to this. In the case where it is not necessary to consider the visibility of the outside scene, a sawtooth reflection mirror made of the dielectric multilayer film 53 may be provided on the glass surface instead of being provided in the glass.
  • the reflection mirror formed in the sawtooth shape is shown, but the shape of the inclined surface arranged discontinuously is sufficient as long as it includes an inclined surface having a predetermined inclination angle, and is limited to the sawtooth shape in cross section. Instead, the shape may be such that the inclined surface is arranged periodically or irregularly (for example, a triangular wave with continuous triangular protrusions or a trapezoidal wave with an periodically inclined surface).
  • the angle increasing reflection means 5 has angle selectivity. Thereby, since at least one part of the light from a light source permeate
  • the angle selective reflection means 3 can also be configured by using a flat holographic optical element that realizes the angle increasing property, instead of the sawtooth dielectric multilayer mirror.
  • the first functional window glass 8 ⁇ / b> A and the second functional window glass 9 constitute a light collecting mechanism 20 and can receive light guided by the light collecting mechanism 20. You may provide the photovoltaic cell 10 in a suitable position (for example, the lower side of the window structure 40).
  • this window structure 40C may be configured to connect to solar cells disposed outside. This window structure 40C should just be comprised so that the light from a light source can be condensed as light which propagates between each functional window glass.
  • the threshold angle ⁇ th , the incident angle, the reflection angle, and the like are not limited to the sawtooth inclined surface of the angle selective reflection means 3 or the angle increase reflection means 5, but the functional window glasses 8 and 9 or the window. It shall be defined with respect to the normal N of the structure 40.
  • auxiliary reflection layers 32 and 54 may be disposed on the front surface of the first functional window glass 8A and the back surface of the second functional window glass 9, respectively.
  • the auxiliary reflection layer 32 is provided separately from the flat angle selective reflection means 3, but may be provided in the glass bonded to the angle selective reflection means 3.
  • the auxiliary reflection layer 54 is provided separately from the sawtooth dielectric multilayer film 53, but may be provided in the glass by being bonded to the inclined surface of the dielectric multilayer film 53.
  • the light propagation path between the first functional window glass 8A and the second functional window glass 9 of the window structure 40C is the same as the propagation path shown in FIG. Omitted.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another example of the window structure of the second embodiment.
  • the window structure 40D of FIG. 6 includes a first functional window glass 8B including the angle selective reflection means 3 by the sawtooth dielectric multilayer film 53, instead of the first functional window glass 8A shown in FIG. It differs from the window structure 40C of FIG. 5 in the point used.
  • the first functional window glass 8B has an angle increasing property in addition to the angle selectivity.
  • the other configuration is the same as the configuration shown in FIG.
  • the first functional window glass 8B including the angle selective reflection means 3 can be used.
  • the first threshold angle ⁇ th of the angle selective reflection means 3 of the functional window glass 8B is different from the value set by the second threshold ⁇ th and the angle of increase angle ⁇ of the angle increase reflection means 5 (for example, 70 °). It may be.
  • the angle selective reflection means 3 (the sawtooth dielectric multilayer film 53) in the first functional window glass 8B and the angle increasing reflection means 5 (in the second functional window glass 9)
  • the sawtooth dielectric multilayer film 53 is symmetrical with respect to the center line C between the window glasses, and the inclined surface 56 faces inward (that is, in a predetermined direction (the direction of the solar battery cell 10)).
  • the present invention is not limited to this, and the angle-selective reflecting means 3 and the angle-increasing reflecting means 5 may be configured such that the inclined angles of the inclined surfaces are different, that is, not symmetrical.
  • the light incident from the light source 100 on the first functional window glass 8B obliquely from above is incident at a small angle with respect to the normal of the inclined surface 56 of the dielectric multilayer film 53 (the first relative to the normal N of the window structure). 1 is smaller than the threshold angle ⁇ th ), and passes through the first functional window glass 8B as it is.
  • the light guided between the window glasses has the inclination angle ⁇ according to the inclination angle ⁇ of the dielectric multilayer film in the first functional window glass 8B and the second functional window glass 9. It propagates in a predetermined direction while increasing the angle by a corresponding angle of increase ⁇ , and finally enters the solar battery cell 10.
  • At least one of the first functional window glass 8 and the second functional window glass 9 is configured by enclosing a holographic optical element formed in a shape matching a sawtooth structure instead of the dielectric multilayer film. May be. Further, at least one of the first functional window glass 8 and the second functional window glass 9 is configured by enclosing a planar holographic optical element as shown in FIG. 2 in a glass member of the window glass. May be.
  • FIG. 7 shows an example of a method for producing a functional window glass including a sawtooth dielectric multilayer film.
  • an inclined surface having a predetermined shape is formed on one surface of a glass substrate.
  • the sawtooth structure of the glass substrate 26B is a structure in which right-angled triangles having an inclined surface with an inclination angle ⁇ are continuously arranged in the vertical direction, and a triangular groove that is elongated in the horizontal direction is formed on the surface of the glass substrate 26B. It is formed repeatedly.
  • the length l of the inclined surface in the vertical direction is preferably in the range of 1 to 20 mm, and the thickness d1 of the thickest portion is preferably in the range of 1 to 3 mm.
  • the glass substrate 26B on which the sawtooth structure is formed is carried into a film forming apparatus, and a dielectric thin film 55 is formed on the inclined surface of the glass substrate by vapor deposition or sputtering.
  • a dielectric multilayer film 53 is formed on the inclined surface of the glass substrate 26B as shown in FIG. 7B.
  • the dielectric multilayer film 53 is formed by alternately laminating a high-refractive-index dielectric thin film having a thickness of 1 ⁇ 4 of a desired wavelength and a low-refractive-index dielectric thin film from the boundary surface of each layer.
  • the reflected light can be additively overlapped to achieve highly efficient reflection.
  • the refractive index, thickness, number of layers, and the like of each layer may be appropriately set based on the wavelength of incident light (for example, 400 to 700 nm) used for power generation, and control the angle selection range or wavelength selection range of incident light. be able to.
  • the glass substrate on which the dielectric multilayer film 53 having the sawtooth-shaped inclined surface (inclination angle ⁇ ) shown in FIG. 7B has the function of the reflecting mirror arranged at the inclination angle ⁇ shown in FIG. Have.
  • it can be used as a reflection mirror even in the single-sided adhesive state of FIG. 7B, it is preferable to further enclose the dielectric multilayer film 53 with a glass material or the like in order to protect the dielectric multilayer film 53 from an external impact or the like.
  • the inclined surface 56 of the sawtooth structure of the dielectric multilayer film 53 is bonded to the flat glass 26A by the optical adhesive 27, and the dielectric multilayer film 53 is sealed in the glass.
  • the encapsulation is preferably an embodiment in which the dielectric multilayer film (angle selective reflection means or angle increase reflection means) or the like is completely confined in the glass material, but at least a part of the dielectric multilayer film (for example, the periphery) The aspect which the edge part of) is exposed is included.
  • the thickness d3 of the flat glass 26A is preferably in the range of 1 to 3 mm, and the total thickness of the functional window glass 9 having an increasing angle is preferably in the range of 3 to 6 mm.
  • a functional window glass including the dielectric multilayer film 53 that functions as the angle-increasing reflection means 5 is configured.
  • both planes of the functional window glass 9 including the dielectric multilayer film 53 are flat and are a single plate whose front surface and back surface are parallel, at least this functionality.
  • the optical axis of the light passing through the window glass itself is not refracted, and distortion of the outdoor scenery viewed from the indoor side is less likely to occur.
  • FIG. 7 illustrates an example in which a dielectric multilayer film having a saw-toothed inclined surface is encapsulated in glass as an angle-increasing reflecting means having an increasing angle or as an angle-selective reflecting means with an increasing angle.
  • the functional window glass of the present invention is not limited to this.
  • the hologram sheet may be enclosed in a glass member so as to form a sawtooth-shaped inclined surface, or a planar hologram sheet that realizes the angle increase property may be enclosed in the glass member.
  • a planar dielectric multilayer film or a hologram sheet may be enclosed in the glass member as the angle selection means.
  • the two window glasses can be provided with a condensing mechanism, and a window structure having a condensing function can be configured.
  • the functional window glass used for a condensing mechanism can be produced.
  • the angle increasing reflecting means and the angle selective reflecting means that function as a light collecting mechanism are sealed in the glass member, and thus are resistant to physical impact from the outside.
  • interval of a double glass can be utilized effectively and angle selectivity can be set largely.

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Abstract

【課題】太陽光発電に適した集光機構を提供する。 【解決手段】集光機構は、第１閾値角度以上の入射角の光を反射し、第１閾値角度より小さい入射角の光の少なくとも一部を透過する角度選択反射手段と、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する角度増加反射手段とを間隙をあけて配置し、角度増加反射手段が、角度選択反射手段を透過した光の少なくとも一部を、第１閾値角度以上の角度で反射し、角度選択反射手段が、角度増加反射手段によって反射された第１閾値角度以上の角度の光を反射し、角度選択反射手段と角度増加反射手段との間隙で光を伝搬させて集光する。

Description

集光機構、太陽光発電装置、窓構造及び窓ガラス
　本発明は、集光機構に関し、特に、太陽光発電用の集光機構、かかる集光機構を用いた太陽光発電装置、窓構造、及び集光機構に利用可能な機能性窓ガラスに関する。
　近年、自然エネルギーの有効活用の観点から、ビル、各種施設、住宅などへの太陽光発電装置の設置が進められている。太陽光発電装置は、大別すると、太陽光をそのまま太陽電池セルに照射する非集光型のものと、レンズなどの集光手段を用いて集光された太陽光を太陽電池セルに照射する集光型のものがある。
　具体的には、ビル躯体の窓構造に組み込まれる非集光型の装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、躯体開口部に嵌め込まれた窓枠に、外ガラスと、開閉可能な内ガラスとを設けた窓構造において、窓枠に透光性太陽電池パネルを着脱可能に取り付けた窓構造が記載されている。
　また、住宅に設置される集光型の発電窓ガラスが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の発電窓ガラスは、透明基板と、この透明基板の光入射面側に設けられた光制御フィルムと、透明基板の端部に配置された太陽電池とを備える。光制御フィルムでは、所定の角度で光が入射したときのみ散乱が生じ、散乱後の光の一部が、基体内部を伝播して、その端部Ｄに配置された太陽電池において受光される。一方、上記と異なる特定の角度で光制御フィルムへ光が入射したときには、散乱は生じず、入射光は、光制御フィルム及び透明基板を透過して光出射面から出射する。
特開２０１０－１４４３７５号 特開２０１２－２３０８９号
　特許文献１に記載の窓構造には、二重窓の窓ガラス面積に対応する面積の透光性太陽電池パネルが設けられている。しかしながら、入射光の大部分が光電変換層に取り込まれるため、屋内への透過率が低下し、また、外界の景色が損なわれることがある。さらに、シースルー型の太陽電池は、製造コストが高い。また、一般に、太陽電池が受容可能なエネルギー密度よりも、実際に照射される太陽光のエネルギー密度はずっと低いため、最大の発電能力を発揮していない。このように、非集光型の太陽光発電装置は、窓に照射される光エネルギーを最大限に利用することが難しい。
　一方、特許文献２に記載の発電窓ガラスでは、一枚ガラスの窓において光制御フィルムが設けられおり、窓における各層の屈折率を利用してある程度照射される光を集光することができる。また、特許文献１に記載の装置に比べて透光性は確保でき、小さな太陽電池セルを利用することもできる。しかしながら、太陽電池モジュールへの導光に際して、光制御フィルムで散乱した光の一部を利用しているに過ぎず、依然として、集光機構としては効率が低い。さらに、光制御フィルム又は太陽電池モジュールが外部に露出しているので、物理的な力により損傷することがあり、湿度、温度の変化の繰り返しによって、太陽電池モジュールの経年劣化が進むおそれがある。
　本発明は、前述した問題に鑑みてなされたものであって、かかる問題の少なくとも一部を解決することができる集光機構、かかる集光機構を利用した太陽光発電装置、窓構造、又はかかる集光機構に利用可能な機能性窓ガラスを提供することを目的とする。
　前述した課題を解決するため、本発明の集光機構は、第１閾値角度以上の入射角の光を反射し、前記第１閾値角度より小さい入射角の光の少なくとも一部を透過する角度選択反射手段と、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する角度増加反射手段とを間隙をあけて配置し、前記角度増加反射手段が、前記角度選択反射手段を透過した光の少なくとも一部を、前記第１閾値角度以上の角度で反射し、前記角度選択反射手段が、前記角度増加反射手段によって反射された前記第１閾値角度以上の角度の光を反射し、前記角度選択反射手段と前記角度増加反射手段との間隙で光を伝搬させて集光する。
　上記集光機構において、前記角度選択反射手段は、増角性を有し、前記角度増加反射手段から反射され、前記角度選択反射手段に入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射することが好ましい。前記角度選択反射手段は、屈折性を有し、前記角度選択反射手段を透過する光に対し、その入射角よりも大きな角度で屈折させることが好ましい。
　また、前記角度増加反射手段は、角度選択性を有し、第２閾値角度以上の入射角で入射する光を反射し、前記第２閾値角度より小さい入射角で入射する光を透過することが好ましい。前記角度選択反射手段又は前記角度増加反射手段は、偏向性を有し、前記角度選択反射手段又は前記角度増加反射手段に入射する光の進行方向を偏向させて透過又は反射することが好ましい。前記角度選択反射手段及び前記角度増加反射手段は、波長選択性を有し、所定の波長範囲の光を透過することが好ましい。
　さらに、前記角度増加反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子を含み、前記平坦なホログラフィック光学素子が、前記角度選択反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射してもよい。前記角度増加反射手段は、反射膜、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、前記傾斜面が、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられてもよい。
　さらに、上記集光機構は、ガラスの表面に前記角度選択反射手段を設け、前記ガラスの裏面に前記角度増加反射手段を設け、前記ガラスの端部に光を伝搬させて集光するものであってもよい。また、前記角度選択反射手段が前記ガラスの表面それ自体であってもよい。
　前記角度選択反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜を含み、前記平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜は、前記第１閾値角度以上の入射角の光を反射し、前記第１閾値角度よりも小さい入射角の光を透過してもよい。前記角度選択反射手段は、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、前記傾斜面が、前記角度増加反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられてもよい。
　本発明の太陽光発電装置は、上記いずれかの集光機構を備え、前記集光機構によって集光した光を受光し、発電する太陽電池セルを備える。
　本発明の集光機構を備える窓構造は、間隙をあけて平行に配置された二枚のガラスと、前記二枚のガラスの一方に、所定の閾値角度以上の入射角の光を反射し、所定の閾値角度よりも小さい入射角の光を透過する角度選択反射手段を設け、前記二枚のガラスの他方に、前記角度選択反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射する角度増加反射手段を設け、前記角度増加反射手段が、前記角度選択反射手段を透過した光の少なくとも一部を、前記第１閾値角度以上の角度で反射し、前記角度選択反射手段が、前記角度増加反射手段によって反射された前記第１閾値角度以上の角度の光を反射し、前記角度選択反射手段と前記角度増加反射手段との間で光を伝搬させて集光する。
　上記窓構造において、前記角度選択反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜であり、前記一方のガラスの間隙側に貼付又は蒸着されてもよい。また、前記角度選択反射手段は、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、前記傾斜面が、前記角度増加反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられてもよい。
　また、前記角度増加反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子であり、前記他方のガラスの間隙側に貼付又は蒸着されてもよい。前記角度増加反射手段は、反射膜、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、前記傾斜面が、前記角度選択反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられてもよい。
　上記窓構造は、前記角度増加反射手段及び前記角度増加反射手段によって所定の方向へ集光する光を受光し、発電する太陽電池セルを備えることが好ましい。
　本発明の機能性窓ガラスは、複数の傾斜面が繰り返し配置された反射膜、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子を封入し、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する増角性を持たせたものである。
　上記機能性窓ガラスにおいて、所定の閾値角度よりも大きい入射角の光を反射し、前記閾値角度よりも小さい入射角の光を透過する角度選択性を持った平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜を封入することが好ましい。
　本発明の機能性窓ガラスを製造する方法は、所定の傾斜角を有する複数の傾斜面が繰り返し配置された表面形状を有するガラス基材を準備し、前記ガラス基材に形成された複数の傾斜面に、誘電体多層膜を蒸着し、前記蒸着した誘電体多層膜に光学接着剤を塗布して、平板ガラスを接着し、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する増角性を持たせる。
　本発明によれば、角度選択反射手段及び角度増加反射手段を用いることによって、簡易な構成の集光機構を実現することができる。また、かかる集光機構を用いた高効率の太陽光発電装置を構成することができる。また、かかる集光機構を窓構造に配置することによって、高効率の集光機能を備えた窓構造を提供することができる。かかる窓構造の集光機構のための機能性窓ガラスを提供することができる。その他の効果については、発明を実施するための形態において述べる。
本発明の集光機構の概略構成図 第１の実施形態の二重の窓構造の概略構成図 第１の実施形態の三重の窓構造の概略構成図 角度増加反射手段の機能を示す説明図 第２の実施形態の窓構造及びそれに用いられる窓ガラスの概略構成図 第２の実施形態の窓構造の別の例 鋸歯型の誘電体多層膜を含む機能性窓ガラスを作製する方法の例
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
　［集光機構の構成］
　図１は、本発明の集光機構の概略構成図である。本発明の集光機構２０は、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５とを備え、各手段は間隙をあけて配置される。本発明の集光機構２０は、光源１００からの光を角度選択反射手段３の表面（受光面）で受け、角度選択反射手段３の受光面を透過した光の少なくとも一部を当該機構内の間隙に閉じ込め、その間隙内を端縁に向けて光を伝搬させることで、集光機構２０の端縁において集光させる機構である。本発明の集光機構２０は、集光した光を、太陽光発電のための光電変換手段（太陽電池セル１０）に供給することができる。ただし、これに限定されない。本発明の集光機構２０は、集光した光を、光から熱エネルギーに変換可能な手段（例えば、ヒートパイプなど）に供給してもよいし、照明のための手段に供給してもよい。また、集光機能を備えた導光板として利用することもできる。
　以下、本明細書においては、集光機構２０又は集光機構２０を備える太陽光発電装置１などの光源１００側を表側、光源１００とは反対の方向を裏側という。また、本明細書においては、集光機構２０の寸法を高さ、幅及び厚さで表わしたときの高さ×幅によって規定される平面を基準とし、その平面の法線Ｎに対して、後述する閾値角度θth、入射光又は出射光θn（ｎ＝１，２，３，４・・・）、方位角、増角角度α、傾斜角度βなどの角度を規定する。
　本発明の集光機構２０は、窓構造と一体に配置されることが好ましい（図２参照）。ここで窓構造とは、住宅、ビル、各種施設の外部と接する面に窓として組み込まれるものや、乗り物（車、電車など）の窓部に取付けられるものであり、開閉可能な構造及び固定の構造を含む。ただし、これに限定されない。本集光機構２０は、換気、採光を目的としないもの、例えば、移動可能な衝立、間仕切りなどに適用してもよい。また、建築物の壁材又は屋根材として適用することもできる。さらに、通常の太陽光発電用のパネルとして用いられるものも含む。本集光機構２０は、壁に垂直に配置することもできるし、屋根、屋上、地面などに、斜めに又は水平に配置することもできる。また、本集光機構２０は、屋外に接する部分だけでなく、室内、屋内、商業施設内などに配置してもよい。本発明の集光機構２０は、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５とを略平行に配置されることが好ましいが、必ずしも両者が平行である必要はない。図１において集光機構２０は、角度選択反射手段３も角度増加反射手段５も平板状であり、全体的な形状としても平板状であるが、各構成を歪曲させてもよく、例えば、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５を同じ方向に歪曲させて、アーチ状の屋根材や曲面の壁材として利用することもできるし、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の何れか一方だけを歪曲させてもよいし、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５を反対方向に歪曲させてもよい。
　図１では、光源１００は太陽として例示しているが、これに限定されず、太陽光以外の光（例えば、照明）を用いることもできる。また、本発明の集光機構２０は、光源１００からの光の照射量が小さくても、光源１００からの光を集光機構の受光面（角度選択反射手段３の表面全体）で受光し、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５によって効率的に集光することができるので、南東乃至南西以外の向きや屋内などに配置することもできる。この場合、太陽などからの光を光ファイバー又はミラーによって導く構成としてもよい。
　角度選択反射手段３は、第１閾値角度θth（好ましくは、３０～７０°の範囲のうちの一つ）と同じかそれよりも大きい入射角で入射する光を反射し、第１閾値角度θthより小さい入射角θ1で入射する光を透過する角度選択性を有するものである。角度選択反射手段３は、光源１００側からの光の少なくとも一部を透過し、角度増加反射手段５との間隙に光を入射させる機能と、角度増加反射手段５側からの光の少なくとも一部を反射させて間隙内に光を閉じ込める機能を有する。このために角度選択反射手段３は角度選択性を具備しており、光源１００側から第１閾値角度θthより小さい入射角θ1で角度選択反射手段３に入射した光を透過させて間隙内に光を入射させ、角度増加反射手段５によって角度が増加した光のうち、第１閾値角度θth以上の光を反射させることで、間隙内に光を閉じ込めるのである。なお、角度選択反射手段３は、光源１００側からの光だけでなく、角度増加反射手段５からの光についても、その入射角が第１閾値角度θthよりも大きければ反射し、小さければ透過する。このため、後述する角度増加反射手段５によって、角度選択反射手段３への入射角が第１閾値角度θthよりも大きくなった光を閉じ込めることができる。
　角度選択反射手段３は、角度選択性のほか、さらに、波長選択性、屈折性、増角性、偏向性の一つ又は複数を有してもよい。角度選択反射手段３に波長選択性を持たせた場合は、所定の波長範囲の光のみを透過又は反射させ、その他の波長の光を反射又は透過させることができ、例えば、可視光の光を透過させることで窓の一部として使用し、その他の波長の光を反射させて集光することもできる。角度選択反射手段３に屈折性を持たせた場合、透過する光を屈折させることができ、例えば、光源からの光を透過する際、角度θ1で入射する光を角度θ1より大きな角度に屈折させる（図２参照）。このように構成すると、後述する角度増加反射手段５の増角角度が小さく設定される場合でも、角度増角反射手段によって反射され角度選択反射手段３に入射する光の入射角が、所定の第１閾値角度θthを超えることが容易となるので、集光率を高めることができる。また、角度選択反射手段３に増角性を持たせた場合、角度増加反射手段５から角度θ2で角度選択反射手段３に入射する光は、角度θ2より大きな角度で反射させることができる。また、角度選択反射手段３に偏向性を持たせた場合、透過する光を予め定めた方向に偏向させることができ、例えば、方位角（東西南北の方向）が斜めの入射光に対して、方位角を法線方向に偏向させて透過させたり、入射角が小さい光（例えば垂直の光）について透過光に大きな角度を付けたりすることができ、集光率を高めることができる。
　角度選択反射手段３の機能は、ホログラムによって実現することができる。ホログラムは、二つの光（一般的には物体光と参照光と呼ばれる）の干渉パターンを記録したものであり、一方の光をホログラムに照射することによって他方の光を回折によって再生することができる。また、記録する際の二つの光の向きによって、反射型（二つの光がホログラムに対して反対の面から入射）とすることも透過型（二つの光がホログラムに対して同一面側から入射）とすることもできる。このため、一方の光として特定の角度範囲の光を選択し、他方の光として必要な所定方向の光を選択することにより、特定の角度範囲の光が照射された際に、所定方向の反射光又は透過光を再生させることができ、角度選択性を持たせることができる。また、一方の光の入射角と他方の光の入射角を異ならせることで、屈折性を持たせることもできる。さらに、一方の光の進行方向と他方の光の進行方向とを異ならせること、例えば方位角において異ならせれば、偏向性を持たせることもできる。さらに、ホログラムは、同一の位置に異なる性質のホログラムを多重記録することもでき、例えば、同一の位置において、角度選択性の角度範囲が異なる複数のホログラムを多重記録させたり、透過型のホログラムと反射型のホログラムとを多重記録させたりすることもできるのである。なお、ホログラムは、その回折効率に応じて回折する光の強度が異なる。
　また、角度選択反射手段３の機能は、反射面、例えば、誘電体多層膜ミラー、屈折率の異なる媒質間の境界面（例えばガラスの表面それ自体）などによって実現することもできる。誘電体多層膜ミラーは、所望の波長の１／４の厚みを有する屈折率の高い誘電体の薄膜と屈折率の低い誘電体の薄膜とを交互に積層したものであり、各層の境界面からの反射光が相加的に重なって、高い効率の反射を実現することができる。屈折率の大きい媒質から小さい媒質へ光が進むとき、入射角が臨界角より大きい光は境界面で全反射されることから、臨界角を閾値角度とする角度選択反射手段を境界面として機能させることができる。ただし、屈折率の小さい媒質から屈折率の大きい媒質へ光が進む場合には、全反射は生じない。境界面として、ガラスの表面それ自体を使用することもでき、ガラス内の屈折率とガラス外の空気等の屈折率との比によって定まるガラスの臨界角が閾値角度となり、ガラス表面は、ガラス内からの光の入射角が、臨界角よりも大きい場合は全反射してガラス外には透過せず、臨界角よりも小さな場合はガラス外に透過する。ただし、この方法では、ガラス内に光を閉じ込めることになるので、ガラスの材質にもよるが、ガラス内で光が減衰するため、光を長距離伝搬させることができず、大型の集光機構を実現するのは難しい。このため、角度選択反射手段と角度増加反射手段との間隙は、ガラスなどの媒質ではなく、空気であるほうが好ましい。
　ホログラムと反射面との違いは、ホログラムでは、光が回折効果によって透過又は反射した際に、所定の角度αだけ変化させることが可能（変化させないことも可能）であるのに対し、反射面（反射ミラー、誘電体多層膜ミラーなどを含む）では、常に反射面への入射角と同じ角度で反射される点で異なるものである。ホログラム及び反射膜を合わせて使用することもできる。
　具体的には、角度選択反射手段３は、例えば、ホログラフィック光学素子（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ：以下、単に「ＨＯＥ」と記載することもある）、誘電体多層膜、及び適宜の透過率が設定された補助反射層（ハーフミラー）を含んでもよい。ＨＯＥ、誘電体多層膜、補助反射層などは、平板状のものを用いても、フィルム状のものを用いてもよい。窓構造を構成するガラス上に感光材料を塗布してホログラフィック光学素子を形成してもよい。フィルム状のＨＯＥは、加工も容易であり、窓ガラスに貼付することができるので好ましい。また、誘電体多層膜も、適宜の種類を使用することができるが、ガラスの表面及び裏面の少なくとも一方に、蒸着して形成してもよい。さらに、ＨＯＥ、誘電体多層膜、補助反射層などは、ガラス内に封入して形成してもよい。なお、本明細書では、説明のため、窓の材料を単にガラスと記載しているが、これに限定されるものではない。他に樹脂材料で構成されてもよく、少なくとも一部の波長において透光性を有する材料であればよい。
　角度増加反射手段５は、ある方向（図１では下方向：以下「増角方向」）について、入射角よりも大きな反射角で光を反射するものであり、角度増加反射手段５によって、第１閾値角度θthよりも小さい入射角θ1で角度選択反射手段３を透過した光の少なくとも一部を、入射角θ1よりも大きい角度θ2で反射する増角性を有し、その増角性によって、入射した光を第１閾値角度θthよりも大きな入射角θ1の光として角度選択反射手段３に入射させる。
　角度増加反射手段５には、増角性のほか、さらに、角度選択性、波長選択性、偏向性の一つ又は複数を有してもよい。角度増加反射手段５に角度選択性を持たせた場合は、法線Ｎに対して所定の第２閾値角度φth（好ましくは２０～４０°の範囲の一つ）より大きな角度で入射する光を反射させ、所定の第２閾値角度φthより小さな角度で入射する光を透過させることができる。この場合、光源１００からの光の少なくとも一部が集光機構の裏側へ透過するため、外景を視認することができ、採光も可能な窓の一部として使用することができる。また、角度増加反射手段５に波長選択性を持たせた場合は、所定の波長範囲の光のみを透過又は反射させ、その他の波長の光を反射又は透過させることができ、例えば、可視光の光を透過させることで窓の一部として使用し、その他の波長の光を反射させて集光することもできる。ただし、外景の視認、採光を目的とせずに、単なる集光機構として使う場合は、角度増加反射手段５は、角度選択性及び波長選択性を持たない全反射ミラーで構成してもよい。角度増加反射手段５に偏向性を持たせた場合、透過する光を予め定めた方向に偏向させることができ、例えば、方位角（東西南北の方向）が斜めの入射光に対して、方位角を法線方向に偏向させて反射させたり、入射角が小さい光（例えば垂直の光）について反射光に大きな角度を付けたりすることができ、集光率を高めることができる。
　角度増加反射手段５の機能は、反射面（角度選択性の有無を問わない）及び／又はホログラムによって実現することができる。法線に対して傾斜角を有する反射面を設けた場合、入射光は、反射した際に、所定の角度αだけ変化して出力される（増角性）。また、ホログラムを使用した場合も、入射光は、その回折効果によって所定の角度αだけ変化して反射させることができる（増角性）。
　具体的には、角度増加反射手段５は、例えば、ＨＯＥ、傾斜した誘電体多層膜、傾斜した反射膜を含んでもよい。また、適宜の透過率が設定された補助反射層と組み合わせて使用してもよい。ＨＯＥは、平板状のものを用いても、フィルム状のものを用いてもよい。窓構造を構成するガラス上に感光材料を塗布してホログラフィック光学素子を形成してもよい。フィルム状のＨＯＥは、加工も容易であり、窓ガラスに貼付することができるので好ましい。誘電体多層膜又は反射膜も、適宜の種類を使用することができるが、ガラスの表面及び裏面の少なくとも一方に、蒸着あるいは塗布によって形成してもよい。さらに、ＨＯＥ、誘電体多層膜、反射膜などは、ガラス内に封入して形成してもよい。
　このように、本発明の集光機構２０では、角度選択反射手段３の表面に第１閾値角度θthより小さい角度θ1で入射した光を透過し、角度選択反射手段３の裏面において、角度増加反射手段５によって閾値角度θthより大きい角度θ2で反射させ、角度選択反射手段３の裏面に角度θ2で入射した光を反射させることができるので、集光機構内に一度取り込んだ光を角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間で反射させながら所定の増角方向へ伝搬させることができる。すなわち、本発明の集光機構は、受光面（角度選択反射手段３の表面全体）に入射する光を効率的に集光させることができる。
　ここで、本発明の集光機構２０の角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の機能を簡単に説明するため、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の概念図を図４に示した。
　角度選択反射手段３は、少なくとも角度選択性を有し、所定の第１閾値角度θthよりも大きな角度で入射する光を反射し、所定の閾値角度θthよりも小さい角度で入射する光を透過する反射ミラーとして表わすことができる。角度増加反射手段５は、少なくとも増角性を有し、角度θ1で入射した光を、その角度θ1よりも角度αだけ大きい角度θ2で反射する。角度増加反射手段５は、角度選択反射手段３の法線Ｎに対して傾斜角βを持った反射ミラーとして表わすことができる。この場合、増角角度αは、α＝（９０°－β）×２として表わすことができる。
　図４において、角度選択反射手段３を透過する初回入射角θ1（ただしθ1≧０とする）の光が、角度増加反射手段５によって、第１閾値角度θthよりも大きい角度で反射されるためには、角度選択反射手段３の第１閾値角度θthと想定する初回入射角θ1に対して、増角角度αはα＞θth－θ1の範囲に設定することが好ましく、すなわち、（９０°－β）×２＞θth－θ1の範囲が好ましい。したがって、角度増加反射手段５の傾斜角βの上限は、θth－θ1が最大となるθ1＝０を想定すると、β＜９０°－（θth÷２）の関係で設定することができる。ただし、図２に示すように、角度選択反射手段３に屈折性を持たせた場合、角度選択反射手段３は、光源からの光を透過させる際、入射角θ1より大きい角度θ2で出射することもできる。この場合、α＞θth－θ2の範囲に設定することもできる。
　このように、角度増加反射手段５は、所定の傾斜角βで配置された増角性を有する反射ミラーと等価なものとして、簡単に構成することができる。さらに言えば、本集光機構２０は、角度選択性を持つ反射ミラーと傾斜した反射ミラーを用い、一方の反射ミラーを所定の傾斜角βで他方の反射ミラー側に傾けて配置するだけで、簡単に構成することができる。したがって、本集光機構２０は、広い空間に設置する場合、図４に示すように断面略三角形または台形の態様で、複数を配列して使用することもできる。
　しかしながら、省スペースが求められる場合、傾斜角βが８５°（増角角度αが１０°に相当する）程度である反射ミラーであっても断面略三角形の態様で使用することが難しいことがある。例えば、傾斜した反射ミラーをそのまま窓構造４０に配置すると、連続する反射ミラーの傾斜面が厚さ方向において、窓構造４０の厚さ（例えば、汎用品のペアガラスの場合、ペアガラス間の間隙は６ｍｍ又は１２ｍｍ）よりも大きくなるため実現することは困難である。このため、反射ミラーを細分化して、傾斜面を不連続に配置させる（例えば、断面鋸歯型に形成する）ことにより、薄い窓構造やガラス中に反射ミラー９による角度増加反射手段５を構成してもよい。かかる断面鋸歯型の構成については、図５乃至図７を用いて後述する。
　［光の伝搬経路］
　次いで、以下に、図１又は図４を用いて、光源１００からの光が集光機構２０に入射してから太陽電池セル１０で受光されるまでの光路について説明する。光源１００からの光は、一日の中で仰角及び方位角が変化するが、ここでは、簡単のため、光源１００からの光は、集光機構２０の法線Ｎを含み地面に対して垂直な面（以下、基準面という。）において仰角θ1をもって照射されるものとして取り扱う。
　また、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５への入射又はそれからの反射については、簡単のため、上記基準面内にあるものとする。ただし、光源１００から光の照射の態様、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５における入射と反射の態様は、これに限定されない。実際には、光源１００からの光は、周囲からの反射を含めて、あらゆる方向から伝搬するものである。また、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５における入射と反射の方向は同一面内でなくてもよく、窓構造４０の配置（光源１００に対する向き）、窓構造４０に対する太陽電池セル１０の位置などに応じて、かかる入射と反射との関係を規定すればよい。
　はじめに、光源１００からの光が法線Ｎ（水平）から第１閾値角度θthより小さい仰角θ1で本集光機構２０に入射すると、入射光は角度選択反射手段３を透過し、角度θ1で角度増加反射手段５に入射する。次いで、角度増加反射手段５に角度θ1で入射した光は、角度増加反射手段５の増角性によって、角度θ1よりも大きい角度θ2で反射する（１回目の反射）。
　次いで、角度選択反射手段３にθ2で入射した光は、角度θ2が角度選択反射手段３の第１閾値角度θthより大きいので、角度選択反射手段３によって角度θ2で反射される（２回目の反射）。なお、角度選択反射手段３に増角性を持たせると、２回目の反射では、反射角は、入射角θ2よりも大きくなる。そして、角度増加反射手段５に角度θ2で入射した光は、角度増加反射手段５の増角性によって、角度θ2よりも大きい角度θ3で反射する（３回目の反射）。
　このように、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間で、光は、反射角を増しながら、反射を繰り返して所定の方向へ伝搬し、最終的には、太陽電池セル１０に入射する。
　図１又は図４の場合、増角角度αは、角度θ2と角度θ1との差、角度θ3と角度θ2との差、又は角度θ4と角度θ3との差である。増角角度αは、常に一定の角度（例えば１０°）であってもよいし、初回入射時の角度θ1の値、光の波長又は光の方位角などによって異なる角度（例えば、５°、１０°又は１５°など）となるように設定されてもよい。後者の場合はホログラムを用いて実現できる。
　また、角度増加反射手段５に角度選択性を持たせた場合、所定の第２閾値角度φthより大きい角度で入射する光は反射され、それより小さい角度で入射する光は透過する。すなわち、角度増加反射手段５の第２閾値角度φthより大きな角度で入射する光を発電に用い、第２閾値角度φthより小さな角度で入射する光を室内に向けて透過させる。このため、光源からの光の少なくとも一部は屋内側へ伝搬することができ、外景の視認性及び採光性を確保することができる。角度増加反射手段５の第２閾値角度φthは、室内側へ到達する光量、外景の視認性、窓構造が配置される環境に応じて適宜設定してよい。
　角度選択反射手段３又は角度増加反射手段５は、光源１００からの光のすべての波長帯を使用してもよいし、波長選択性を有し、太陽電池セルの性能、種類に応じて、発電に適した波長帯の光を選択的に使用するように構成してよい。例えば、一般的なアモルファスシリコン型の太陽電池を使用するのであれば、おおよそ４００～７００ｎｍの範囲の波長を選択してもよい。また、所望の室内環境に応じて、紫外線領域又は赤外線領域の光を遮断するように構成してもよい。角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の波長選択範囲は、室内側へ到達する光の種別、光量、外観の景色の視認性を、窓構造が配置される環境に応じて適宜設定してよい。
　角度選択反射手段３又は角度増加反射手段５に使用されるＨＯＥは、入射方向からの物体光と出射方向からの参照光との干渉によってホログラム記録媒体へ露光形成することが可能である。その際、露光に使うレーザーの波長を選択することにより波長選択性を持たせることが可能である。また、物体光と参照光をそれぞれ平行光で干渉させるだけでなく、収束光や発散光及び平行光など波面を制御した組み合わせで干渉させることにより、入射方向が変化した際にも角度の増加を行えるようにすることが可能である。
　太陽電池セル１０は、集光機構２０の所定の増角方向（図１では下側）に配置されるか、増角方向に集光した光を伝搬させた位置に配置され、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間を伝搬する光を受光し、その受光した光エネルギーを電力に変換する。太陽電池セル１０としては、例えば、シリコン薄膜（結晶シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン等）を用いたもの、III－Ｖ族系、ＣｄＴｅ系、ＣｌＧＳ系の無機化合物を用いたもの、導電性ポリマーやフラーレン等の有機化合物を用いたもの、及び色素増感型などの各種形態のものを使用することができる。太陽電池セル１０は、単一のセルでもよいし、複数のセルを連接して使用してもよい。
　太陽電池セル１０は、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の周辺の少なくとも一部において、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間の間隙からの光が光電変換層に入射可能に設けられている。太陽電池セル１０は、集光機構の下側に配置されることが好ましいが、これに限定されない。光源１００と集光機構２０との位置関係に応じて、集光機構２０の左右側、又は上側部に配置されてもよい。集光機構２０の内部又は外部において角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間の間隙に接するように配置すればよい。さらに、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間の間隙から離隔した位置に配置してもよい。この場合、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間の間隙から太陽電池セル１０まで光を伝搬する導光手段（導光板、光ファイバーなど）を設けることで、太陽電池セルの配置は集光機構近傍に限定されず、自由に設計することが可能となる。
　このように、本集光機構によれば、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間で、光の反射角を増しながら太陽電池セル１０に導光させることができるので、太陽光のエネルギーを集約して無駄なく活用し、効率的な発電を行うことができる。
　本集光機構は、太陽光発電のために、略平行な平板の態様、又は断面三角形の態様で、地表面、施設の壁面又は屋上、高速道路及び鉄道などの防音壁に連続的に配置してすることができる。また、太陽への追従装置と組み合わせて、本集光機構の受光面に垂直に太陽光を受けるように構成することもできる。
　また、本集光機構は、窓構造において、一枚の窓ガラスの両面に角度選択反射手段３と角度増加反射手段５とを配置してもよい。具体的には、窓ガラスの表面に、例えばフィルム状の角度選択反射手段３を設け、窓ガラスの裏面に、フィルム状の角度増加反射手段５を設けて、窓ガラスの端部に太陽電池セル１０を設けてもよい。窓ガラスに入射した光は、角度選択反射手段３を透過し、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間のガラス媒質を伝搬し、太陽電池セル１０に到達する。さらに、前述したように、角度選択反射手段３は、ガラス表面それ自体として構成することもできる。ガラス表面は、一種の角度選択性を備えるので、所定の閾値角度より大きい角度で入射する光源からの光を反射し、所定の閾値角度より小さい角度で入射する光を透過する。また、ガラス媒質の屈折率を適宜設定すれば、例えば、光源からの光が低仰角で窓ガラスに入射する際、その入射光を、所定の角度選択範囲内の角度で屈折させて角度増加反射手段に入射させることもできる。すなわち、屈折性を有するものとすることもできる。
　さらに、本集光機構は、二重ガラス（ペアガラス）の内部（間隙）に角度選択反射手段３と角度増加反射手段５とを配置してもよい。二重ガラスの間隙において、光源からの光は空気中を伝搬するので、一枚ガラスのガラス媒質中を伝搬する場合よりも伝搬損失が少なく、高効率の集光を実現できる。さらに、二重ガラスの間隙は環境条件が安定しており劣化しにくく、外部からの物理的な力によって破損することも防止できる。
　加えて、本集光機構は、三重ガラスにも適用することができる。以下、本発明の集光機構を二重ガラス及び三重ガラスの窓構造に適用した形態について説明する。
　［実施形態１］
　図２は、第１の実施形態の集光機構を備える二重の窓構造の概略構成図である。図２において、窓構造４０Ａは、住宅、ビルなどの建築物の壁面に略垂直に配置されている。説明のため、光源１００の方向を屋外側、それとは反対の方向を屋内側という。また、屋外側から観て、窓構造の鉛直上を上側、鉛直下を下側、水平右を右側、水平左を左側という。本実施形態の窓構造４０Ａは、窓枠２２、屋外側の窓ガラス２４、及び屋内側の窓ガラス２６を備え、窓ガラス２４と窓ガラス２６との間隙に集光機構２０を含み、集光機構２０によって導光される光を受光可能な適宜の位置（例えば、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の間隙に接する位置）に太陽電池セル１０を備えてもよい。窓構造４０Ａは、屋外側から、窓ガラス２４、角度選択反射手段３（３２、３４）、角度増加反射手段５（５２、５４）、窓ガラス２６の順で配置される。
　なお、本明細書では、説明のため、窓の材料を単にガラスと記載しているが、これに限定されるものではない。他に樹脂材料で構成されてもよく、少なくとも一部の波長において透光性を有する材料であればよい。
　太陽電池セル１０は、窓構造４０の内部の下側に配置されることが好ましい。ただし、これに限定されず、下側に代えて、または下側に加えて、左右両側又は上側に太陽電池セル１０を配置してもよいし、窓構造４０Ａの外部（例えば建築物側）に配置してもよい。太陽電池セル１０は、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５によって導光される光を受光可能な適宜の位置に配置すればよい。
　また、窓構造４０Ａは、太陽電池セル１０で発電した電気を取り出すための電力出力手段を設けることが好ましい。電力出力手段として電源コネクタ１２を設けてもよいし、非接触式の電力出力手段を設けてもよい。電源コネクタ１２は、太陽電池セル１０によって光電変換されて発生した電力を出力する。電源コネクタ１２は、窓構造の左右の一端にオス型を、他端にメス型を設け、隣接して配置される他の窓構造に設けられた電源コネクタと相互に接続可能に構成されてもよい。さらに、外部装置（例えば、電力制御装置、蓄電装置、電力供給先の装置など）にケーブルなどを介して接続可能に構成されることが好ましい。電力制御装置（図示省略）は、直流／交流変換の機能を有してもよく、室内への交流電力の供給、電力販売などを行ってもよい。
　また、太陽電池セル１０の温度上昇による影響を低減するため、太陽電池セル１０に接して放熱部材２８を設けることが好ましい。例えば、放熱部材２８として窓構造のアルミフレーム等を利用してもよいし、別途、熱伝導性の高い材料の放熱部材２８を太陽電池セル１０に接して設けてもよい。
　また、窓構造４０Ａの内部の上側及び左右側には、反射ミラー２１が設けられることが好ましい。反射ミラー２１は、樹脂、ガラス、アルミ又はステンレスの鏡面研磨したものなどを適宜組み合わせてよい。また、窓構造４０Ａのフレーム内面を鏡面研磨して反射ミラーとしてもよい。反射ミラーによって、いったん集光機構２０に導光された光が、上側又は左右側からは外部に漏れることがないので、太陽の光を効果的に集光することができる。さらに、窓構造４０Ａの内部には、吸湿剤（図示省略）が載置されてもよい。これによって、密閉された窓構造の内部空間の湿度の変化が少なくなるため、経年劣化によって太陽電池セル１０の性能が低下する虞が少ない。
　角度選択反射手段３は、ＨＯＥ３４から構成され、補助反射層３２を含んでもよい。ＨＯＥ３４は、角度選択性及び屈折性を有し、所定の第１閾値角度θth（例えば７０°）より小さい角度θ1（例えば４５°）で入射する光源１００からの光を、角度θ1より大きい角度θ2（例えば７０°）で回折して透過し、第１閾値角度θth以上の角度で入射する光を反射させる。ＨＯＥ３４はフィルム状であり、窓ガラス２４の裏面に塗布又は貼付されることが好ましい。
　ＨＯＥ３４は、角度選択性及び屈折性のほか、増角性、波長選択性などの付加が可能で複数のホログラムを多重記録可能な体積ホログラムによって構成することが好ましい。また、ＨＯＥ３４に波長選択性を持たせる場合、少なくとも太陽電池セル１０の発電に適当な特定の波長の光を透過させるように選択波長を設定する。補助反射層３２は、光源１００からの光の一部を透過し、屋内側からの光を反射する。本集光機構２０内で上側又は左右側の反射ミラーを経由して、ＨＯＥ３４に入射する光の角度は、第１閾値角度θthより小さくなる可能性がある。この場合、入射した光はＨＯＥ３４を透過するが補助反射層３２によって再び反射され、集光機構２０内で反射を繰り返す。このため、補助反射層３２を設けることによって、集光効率を向上させることができる。補助反射層３２は、例えば、誘電体多層ミラー、ハーフミラー、ＨＯＥなどを使用することができる。補助反射層３２はフィルム状であり、窓ガラス２４の裏面に塗布又は貼付されることが好ましい。
　角度増加反射手段５は、反射型ＨＯＥ５２から構成され、補助反射層５４を含んでもよい。反射型ＨＯＥ５２は、その増角性によって角度θ1（例えば７０°）で入射する光を、その角度θ1より大きい角度θ2（例えば８０°）で回折して反射する。また、反射型ＨＯＥ５２は、角度選択性を有し、所定の第２閾値角度φth（例えば３０°）より小さい角度で入射する光を透過させてもよい。反射型ＨＯＥ５２はフィルム状であり、窓ガラスなどに貼付できることが好ましい。
　また、反射型ＨＯＥ５２は、増角性及び角度選択性を得るために体積ホログラムを使用することが好ましい。さらに、反射型ＨＯＥ５２は、波長選択性を有し、少なくとも太陽電池セル１０の発電に適当な特定の波長の光の一部を反射するように構成してもよい。また、反射型ＨＯＥ５２は、入射した光を反射時には増角方向に偏向させる偏向性を有していてもよい。
　補助反射層５４は、反射型ＨＯＥ５２を透過した光の少なくとも一部を角度選択反射手段３へ向けて反射させる。補助反射層５４は、例えば、誘電体多層ミラー、ハーフミラーなどを使用することができる。補助反射層５４の反射率（透過率）は、窓の設置場所及び向き、室内に必要な明るさ、外界の景色を取り込む必要性などに応じて適宜設定してよい。
　以下、図２において、光源１００からの光が窓構造４０（集光機構２０）に入射してから太陽電池セル１０で受光されるまでの光路について説明する。
　まず、光源１００からの仰角θ1（例えば、４５°）の光は、補助反射層３２を透過する。次いで、ＨＯＥ３４に入射した光は、ＨＯＥ３４の第１閾値角度θth（例えば、７０°）より小さいので、ＨＯＥ３４を透過する。この際、ＨＯＥ３４の屈折性によってθ1より大きい角度θ2（例えば、７０°）に回折される。反射型ＨＯＥ５２に角度θ2で入射した光は、反射型ＨＯＥ５２の増角性によって、角度θ2より増角角度α（例えば、１０°）だけ大きい角度θ3（例えば、８０°）で回折され、反射する。
　なお、反射型ＨＯＥ５２に角度選択性を持たせた場合、反射型ＨＯＥ５２の第２閾値角度φthより小さい角度で入射する光は、反射型ＨＯＥ５２で回折せずにそのまま透過することがある。こ場合、透過した光の少なくとも一部は、補助反射層５４で反射されてもよく、再び角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間に導光されてもよい。
　その後、角度θ3でＨＯＥ３４に入射した光は、ＨＯＥ３４の第１閾値角度θthより大きいので、ＨＯＥ３４によって角度θ3で反射される。なお、ＨＯＥ３４の閾値角度θthより小さい角度でＨＯＥ３４に入射する光がある場合は、入射した光は、ＨＯＥ３４を透過することがある。この場合、透過した光の少なくとも一部は、補助反射層３２で反射してもよく、反射した光は再びＨＯＥ３４を透過して、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間に導光されてもよい。
　このように、窓構造４０Ａ（集光機構２０）に入射した光は、角度増加反射手段５と角度選択反射手段３との間で反射を繰り返しながら伝搬する。少なくとも、反射型ＨＯＥ５２において増角角度αだけ反射の角度が増加するので、最終的には、角度θnは、９０°近くになり、光がほぼ鉛直下方に伝搬して太陽電池セル１０で受光される。
　ところで、図２では、簡単のため、前述した基準面内における反射を取り扱っているが、実際には、太陽の光は、周囲からの反射を含めて、あらゆる方向から伝搬してくる。窓構造の平面に対して斜めの方位角（東西南北の方向）から入射した光についても、入射光と法線Ｎとを含む平面で見れば、基準面内における伝搬と同様に取り扱うことができ、斜めから入射した光は、入射の方向に従って反射を繰り返して伝搬する。本実施形態では、窓構造内部の上側及び左右側に反射ミラー２１が設けられており、上側又は左右側に到達した光は、この反射ミラー２１によって、適宜の方向へ向かい、再び角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間に導光され、最終的には、その大部分が太陽電池セル１０に向かう。
　さらに、ＨＯＥ３４には、多重ホログラムを形成することによって偏向性を持たせることができ、方位角が斜めの入射光に対して、方位角を変更して透過させることができる。反射型ＨＯＥ５２にも、多重ホログラムを形成することによって偏向性を持たせることができ、反射時の光の方位角を適宜の方向に変更することができる。このようなホログラムは、方位角が斜めの物体光と異なる方位角の参照光との干渉によって形成することが可能である。これによって、集光機構内を伝搬する光がより太陽電池セルに集光させることができる。
　なお、本実施形態において、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５には、ホログラフィック光学素子を用いたが、これに限定されない。例えば、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の一方をホログラフィック光学素子で、他方を誘電体多層膜で構成してもよい。また、本実実施形態では、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５は、窓ガラスに貼付して配置されているが、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５の少なくとも一方を、図６で後述する態様のように、窓ガラスと一体に（窓ガラスに封入して）構成してもよい。
　以上説明したとおり、本実施形態の窓構造によれば、光源１００からの光が、二重ガラスの窓構造に設けられた集光機構の間隙（角度選択反射手段３と角度増加反射手段５との間）を反射しながら伝搬し、太陽電池セル１０において受光されるので、太陽光のエネルギーを集約して無駄なく活用し、効果的な発電を行うことができる。また、角度選択反射手段、角度増加反射手段、及び太陽電池セルは、二重ガラスの間隙に配置されるので、周囲の環境の変化の影響を受けることが少ない。また、物理的な衝撃などによって破損する虞が少ない。さらに、安価な小型の太陽電池セルを複数並べて配置することもできるので、コストを低減できる。
　上記実施形態では、太陽光発電装置を二重ガラスの窓構造に適用したが、近年では、防犯機能を強化する目的の三重ガラスの窓構造も普及している。
　図３は、第１の実施形態の集光機構を備える三重の窓構造の概略構成図である。本例の窓構造４０Ｂは、窓ガラス２４の屋外側に窓ガラス２３を設け、窓ガラス２３と窓ガラス２４との間に、角度選択性の補正用の透過型ＨＯＥ３１を設けた点で図２の窓構造４０Ａと異なる。その他の構成については図２と同様であるので、詳細な説明は省略する。本例は、ＨＯＥ３４に設定される所定の第１閾値角度θthより大きい角度で入射する光もさらに利用して発電する場合に好ましい。例えば、第１閾値角度θthを７０°に設定した図２に示す窓構造を作製した場合、低緯度地域又は夏季の高仰角（８０°以上）の太陽の光は、かかる閾値角度θthを越えるので利用することができない。しかし、本例の角度選択性の補正用の透過型ＨＯＥ３１によれば、あらかじめ設定された第１閾値角度θthを越える太陽の光も利用することができる。
　屋外側に配置される補正用の透過型ＨＯＥ３１は、フィルム状であり、最も屋外側の窓ガラス２３の裏面に塗布又は貼付することが好ましい。補正用の透過型ＨＯＥ３１は、屈折性を有し、第１閾値角度θthより大きい角度θ0（例えば、８０°）で入射する光を、その角度θ０より小さい角度θ1（例えば、７０°）で回折して透過する。ＨＯＥ３４に入射した後の光の伝搬経路については、図２に示したものと同様となる。なお、ＨＯＥ３４の第１閾値角度θthより小さな角度で入射した光については、補正用の透過型ＨＯＥ３１をそのまま透過するので、図２に示したものと同様となる。
　さらに、上記のとおり、閾値角度θthを７０°に設定した図２に示す窓構造を作製した場合、高緯度地域又は冬季の低仰角（例えば、３０°以下）の太陽の光は、角度増加反射手段５における１回目の反射の際の増角角度αの付与によっては、第１閾値角度θthを超える値を得られないこともある。この場合、補正用の透過型ＨＯＥ３１は、所定の第１閾値角度θthよりもかなり小さな角度θO（例えば、２５°）で入射する光を、その角度θOよりも十分に大きく所定の閾値角度θthに近い角度θ1（例えば、５０°）で回折して透過してもよい。角度θ1（例えば、５０°）でＨＯＥ３４に入射する光は、ＨＯＥ３４の屈折性によってさらに大きな角度θ2（例えば、６０°）で出射するので、反射型ＨＯＥ５２による増角角度αが小さい場合（例えば、１０°）でも、所定の第１閾値角度θthを超えることができ、ＨＯＥ３４によって反射され、集光機構２０の間隙で伝搬する光とすることができる。
　このように、図３の集光機構を備えた窓構造４０Ｂによれば、補正用の透過型ＨＯＥ３１によって、ＨＯＥ３４の閾値角度θthよりも大きい角度で入射する光についても利用することが可能となる。また、所定の第１閾値角度θthよりもかなり小さな角度θOで入射する光についても利用することが可能となる。かかる三重窓構造によれば、ＨＯＥ３４に標準的な（例えば、中緯度地域用の）閾値角度θthを設定して、窓ガラス２４と窓ガラス２６とのペアによる二重ガラスの窓構造４０Ａを基本構成とし、地域や季節に合わせて、屋外側の補正用の透過型ＨＯＥ３１を備えた窓ガラス２３を取り換え可能とすることで、図２に示す窓構造４０Ａに適用した集光機構の基本的な設計を援用して、高緯度又は低緯度地域用の窓構造４０Ｂを構成することができる。
　［実施形態２］
　上記では、集光機構の角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５に、ホログラフィック光学素子を用い、かかるホログラフィック光学素子を二重の窓ガラスの間隙に配置した。本集光機構の角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５は、反射ミラー（誘電体多層膜ミラー）によっても構成することができ、さらに、かかる反射ミラーを窓ガラス中に封入することもできる。これによって、集光機能を備える窓構造を構成することができる。
　図５は、第２の実施形態の窓構造及びそれに用いられる窓ガラスの概略構成図である。本窓構造４０Ｃは、窓枠２２、屋外側の第１の機能性窓ガラス８Ａ、及び屋内側の第２の機能性窓ガラス９を備える。
　第１の機能性窓ガラス８Ａは、少なくとも角度選択性を備える角度選択反射手段３をガラス中に含む。角度選択反射手段３は、平坦な誘電体多層膜による反射ミラー又はホログラフィック光学素子によって構成される。なお、図５に示す第１の機能性窓ガラス８Ａの構成は、単なる例示であってこれに限定されない。ガラス自体の臨界角を利用して、ガラス表面自体を所定の閾値角度以上で入射する光を反射する角度選択反射手段３としてもよく、また、誘電体多層膜などからなる角度選択反射手段３をガラス中に設けるのではなく、ガラス表面に設ける構成としてもよい。
　第２の機能性窓ガラス９は、少なくとも増角性を備える角度増加反射手段５をガラス中に含む。角度増加反射手段５は、例えば、鋸歯型に形成された誘電体多層膜５３の反射ミラーによって構成される。この誘電体多層膜５３による反射ミラーは、後述する図７に示すように、一定の傾斜角βで傾斜する複数の傾斜面５６を含む鋸歯型に形成される。なお、図５に示す第２の機能性窓ガラス９の構成は、単なる例示であって、これに限定されない。外景の視認性の良さを考慮しなくてよい場合には、誘電体多層膜５３による鋸歯型の反射ミラーをガラス中に設けるのではなく、ガラス表面に設ける構成としてもよい。
　なお、図５では鋸歯型に形成された反射ミラーを示したが、不連続に配置させた傾斜面の形状は、所定の傾斜角の傾斜面が含まれていれば足り、断面鋸歯型に限定されるものではなく、周期的又は不定期に傾斜面が配置される形状（例えば三角状の突起が連続した三角波や周期的に傾斜面が表れる台形波等）としてもよい。
　また、角度増加反射手段５にも、角度選択性を持たせることが好ましい。これにより、光源からの光の少なくとも一部は第２の機能性窓ガラス９を透過するので、採光性と外景の視認性を確保することができる。なお、かかる角度選択反射手段３は、鋸歯型の誘電体多層膜ミラーの代わりに、増角性を実現するような平坦なホログラフィック光学素子を用いて構成することもできる。
　本窓構造４０Ｃでは、第１の機能性窓ガラス８Ａと第２の機能性窓ガラス９とが集光機構２０を構成しており、かかる集光機構２０によって導光される光を受光可能な適宜の位置（例えば、窓構造４０の下側）に太陽電池セル１０を備えてもよい。また、本窓構造４０Ｃは、外部に配置された太陽電池セルに接続するように構成されてもよい。本窓構造４０Ｃは、光源からの光を、各機能性窓ガラスの間を伝搬する光として集光可能に構成されればよい。
　なお、本実施形態では、閾値角度θth、入射角、反射角などは、角度選択反射手段３又は角度増加反射手段５の鋸歯型の傾斜面に関わらず、機能性窓ガラス８、９あるいは窓構造４０の法線Ｎに対して規定するものとする。
　また、第１の機能性窓ガラス８Ａの表面、第２の機能性窓ガラス９の裏面には、各々、補助反射層３２、５４を配置してもよい。図５では、補助反射層３２は、平坦な角度選択反射手段３とは別に設けられているが、角度選択反射手段３に接合してガラス中に設けてもよい。また、補助反射層５４は、鋸歯型の誘電体多層膜５３とは別に設けられているが、誘電体多層膜５３の傾斜面に接合してガラス中に設けてもよい。
　本窓構造４０Ｃの第１の機能性窓ガラス８Ａと第２の機能性窓ガラス９との間の光の伝搬経路については、図２に示した伝搬経路と同様であるので、詳細な説明は省略する。
　図６は、第２の実施形態の窓構造の別の例の概略構成図である。図６の窓構造４０Ｄは、図５に示した第１の機能性窓ガラス８Ａの代わりに、鋸歯型の誘電体多層膜５３による角度選択反射手段３を含む第１の機能性窓ガラス８Ｂを用いた点で、図５の窓構造４０Ｃと異なる。第１の機能性窓ガラス８Ｂは、角度選択性に加えて、増角性を有する。その他の構成は、図５に示した構成と同様であるので、説明は省略する。
　ところで、図５に示した第２の機能性窓ガラス９の角度増加反射手段５は、角度選択性を有し、所定の第２閾値角度φthよりも小さい角度で入射する屋外側からの光を透過する。第２の機能性窓ガラス９中の角度増加反射手段５は傾斜角β（増角角度α＝（９０°－β）×２）で傾斜しているので、仮に、屋内側から角度（φth＋α）よりも小さい角度で光が入射したとすると、入射した光は屋外側に透過する。
　換言すると、第２の機能性窓ガラス９は、屋内側から観れば、閾値角度（θth＝φth＋α）よりも大きい角度で入射する光を反射し、閾値角度（θth＝φth＋α）よりも小さい角度で入射する光を透過する角度選択性を持った手段である。
　このため、単に第２の機能性窓ガラス９を裏表反対に用いれば、角度選択反射手段３を含む第１の機能性窓ガラス８Ｂとして利用することができる。ただし、閾値角度（θth＝φth＋α）が集光機構として望ましい範囲よりも小さい場合、例えば、φthが３０°程度、αが５°程度として合計３５°程度となる場合、第１の機能性窓ガラス８Ｂの角度選択反射手段３の第１閾値角度θthを、角度増加反射手段５の第２閾値φth及び増角角度αによって設定される値とは異なるもの（例えば７０°）にしてもよい。
　図６に示すように、第１の機能性窓ガラス８Ｂ中の角度選択反射手段３（鋸歯型の誘電体多層膜５３）と、第２の機能性窓ガラス９中の角度増加反射手段５（鋸歯型の誘電体多層膜５３）とは、各窓ガラスの間の中心線Ｃに対して左右対称であり、その傾斜面５６が内向き（すなわち、所定の方向（太陽電池セル１０の方向））に傾斜するようにハの字型に配置される。ただし、これに限定されず、角度選択反射手段３と角度増加反射手段５の傾斜面の傾斜角が異なるように、すなわち左右対称とならないように構成してもよい。
　光源１００から第１の機能性窓ガラス８Ｂに斜め上方から入射する光は、誘電体多層膜５３の傾斜面５６の法線に対して小さな角度で入射するので（窓構造の法線Ｎに対する第１閾値角度θthよりも小さい）、そのまま第１の機能性窓ガラス８Ｂを透過する。第２の機能性窓ガラス９の誘電体多層膜５３に第１の角度θ1で入射した光は、誘電体多層膜５３の傾斜面５６の法線に対して大きな角度を持つので（窓構造の法線Ｎに対する第２閾値角度φthよりも大きいので）、傾斜角βに対応する増角角度αだけ増した角度θ2（＝θ1＋α）で反射する。
　次いで、第１の機能性窓ガラス８Ｂの誘電体多層膜５３に角度θ2で入射する光は、誘電体多層膜５３の傾斜面５６の法線に対しては、大きな角度を持つため、さらに増角角度αだけ増した角度θ3（＝θ2＋α）で反射する。このように、各窓ガラスの間に導光された光は、第１の機能性窓ガラス８Ｂ、第２の機能性窓ガラス９における誘電体多層膜の傾斜角βによって、かかる傾斜角βに対応する増角角度αだけ角度を増しながら所定の方向に伝搬し、最終的には太陽電池セル１０に入射する。
　なお、本実施形態では、角度選択反射手段３及び角度増加反射手段５として鋸歯型に形成された誘電体多層膜を窓ガラスのガラスに封入する構成を説明したが、これに限定されない。第１の機能性窓ガラス８及び第２の機能性窓ガラス９の少なくとも一方は、誘電体多層膜に代えて、鋸歯構造に合わせた形状に形成されたホログラフィック光学素子を封入することによって構成してもよい。さらに、第１の機能性窓ガラス８及び第２の機能性窓ガラス９の少なくとも一方は、図２に示したような平面的なホログラフィック光学素子を窓ガラスのガラス部材に封入することによって構成してもよい。
　図７は、鋸歯型の誘電体多層膜を含む機能性窓ガラスを作製する方法の例である。まず、図７（Ａ）に示すように、ガラス基材の片面に所定の形状の傾斜面を形成する。ガラス基材２６Ｂの鋸歯構造は、断面が傾斜角βを有する傾斜面の直角三角形が上下方向に連続して配置された構造であり、ガラス基材２６Ｂ表面に左右方向に細長い三角状の溝を繰り返し設けて形成される。上下方向の傾斜面の長さｌは、１～２０ｍｍの範囲であることが好ましく、最も肉厚の部分の厚さｄ１は、１～３ｍｍの範囲であることが好ましい。
　次いで、鋸歯構造が形成されたガラス基材２６Ｂを成膜装置に搬入し、蒸着又はスパッタリングによって誘電体の薄膜５５をガラス基材の傾斜面上に形成する。そして、蒸着又はスパッタリングを繰り返して誘電体の薄膜を積層すると、図７（Ｂ）に示すように、ガラス基材２６Ｂの傾斜面上に誘電体多層膜５３が形成される。
　誘電体多層膜５３は、所望の波長の１／４の厚みを有する屈折率の高い誘電体の薄膜と屈折率の低い誘電体の薄膜とを交互に積層したものであり、各層の境界面からの反射光が相加的に重なって、高い効率の反射を実現することができる。各層の屈折率、厚み、層数などは、発電に利用する入射光の波長（例えば、４００～７００ｎｍ）などに基づいて適宜設定してよく、入射光の角度選択範囲又は波長選択範囲を制御することができる。
　図７（Ｂ）に示す鋸歯型の傾斜面（傾斜角β）を有する誘電体多層膜５３が形成されたガラス基材は、図４に示した傾斜角βで配置された反射ミラーの機能を有する。図７（Ｂ）の片面接着の状態でも反射ミラーとして使用できるが、誘電体多層膜５３を外部からの衝撃などから保護するため、さらにガラス材料などで封入することが好ましい。
　図７（Ｃ）では、誘電体多層膜５３の鋸歯構造の傾斜面５６が光学接着剤２７によって平板ガラス２６Ａと接着されて、誘電体多層膜５３は、ガラス中に封入されている。ここで、封入とは、誘電体多層膜（角度選択反射手段又は角度増加反射手段）などがガラス材料中に完全に閉じ込められる態様が好ましいが、誘電体多層膜などの少なくとも一部（例えば、周辺の端部）が露出する態様も含む。平板ガラス２６Ａの厚さｄ３は、１～３ｍｍの範囲であることが好ましく、増角性を有する機能性窓ガラス９の全体の厚さは、３～６ｍｍの範囲であることが好ましい。これによって、角度増加反射手段５として機能する誘電体多層膜５３を含む機能性窓ガラスが構成される。
　図７（Ｃ）の両面接着の態様では、誘電体多層膜５３を含む機能性窓ガラス９の両平面は平坦であり、表面と裏面とが平行な一枚板であるので、少なくともこの機能性窓ガラスを透過してくる光の光軸それ自体は屈折することがなく、屋内側から見る屋外の景色に歪みが生じることが少ない。
　なお、図７では、増角性を有する角度増加反射手段として、又は増角性を付加した角度選択反射手段として、鋸歯型の傾斜面を有する誘電体多層膜をガラス中に封入する例を説明したが、本発明の機能性窓ガラスはこれに限定されない。角度増加反射手段として、鋸歯型の傾斜面を形成するようにホログラムシートをガラス部材に封入してもよいし、増角性を実現する平面状のホログラムシートをガラス部材に封入してもよい。さらに、角度選択手段として、平面状の誘電体多層膜又はホログラムシートをガラス部材に封入してもよい。
　以上説明したとおり、本実施形態によれば、二枚の窓ガラスに集光機構を持たせることでき、集光機能を有する窓構造を構成することができる。また、集光機構に用いられる機能性窓ガラスを作製することができる。かかる機能性窓ガラスにおいて、集光機構として機能する角度増加反射手段及び角度選択反射手段は、ガラス部材に封入されているので、外部からの物理的な衝撃に強い。また、第１の実施形態の窓構造に比べて、二重ガラスの間隙を有効に利用することができ、角度選択性を大きく設定することができる。なお、本明細書では複数の形態について説明したが、本発明の適用範囲は、それぞれの実施形態に限定されるものではない。例えば、これら複数の形態を組み合せることもできる。
１　太陽光発電装置
３　角度選択反射手段
５　角度増加反射手段
８　第１の機能性窓ガラス
９　第２の機能性窓ガラス
１０　太陽電池セル
１２　電源コネクタ
２０　集光機構
４０　窓構造

Claims (22)

  1. 　第１閾値角度以上の入射角の光を反射し、前記第１閾値角度より小さい入射角の光の少なくとも一部を透過する角度選択反射手段と、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する角度増加反射手段とを間隙をあけて配置し、
    　前記角度増加反射手段が、前記角度選択反射手段を透過した光の少なくとも一部を、前記第１閾値角度以上の角度で反射し、
    　前記角度選択反射手段が、前記角度増加反射手段によって反射された前記第１閾値角度以上の角度の光を反射し、
    　前記角度選択反射手段と前記角度増加反射手段との間隙で光を伝搬させて集光する集光機構。
  2. 　前記角度選択反射手段は、増角性を有し、前記角度増加反射手段から反射され、前記角度選択反射手段に入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射することを特徴とする請求項１に記載の集光機構。
  3. 　前記角度選択反射手段は、屈折性を有し、前記角度選択反射手段を透過する光に対し、その入射角よりも大きな角度で屈折させることを特徴とする請求項１又は２に記載の集光機構。
  4. 　前記角度増加反射手段は、角度選択性を有し、第２閾値角度以上の入射角で入射する光を反射し、前記第２閾値角度より小さい入射角で入射する光を透過することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の集光機構。
  5. 　前記角度選択反射手段又は前記角度増加反射手段は、偏向性を有し、前記角度選択反射手段又は前記角度増加反射手段に入射する光の進行方向を偏向させて透過又は反射することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の集光機構。
  6. 　前記角度選択反射手段及び前記角度増加反射手段は、波長選択性を有し、所定の波長範囲の光を透過することを特徴する請求項１乃至５の何れか１項に記載の集光機構。
  7. 　前記角度増加反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子を含み、
    　前記平坦なホログラフィック光学素子が、前記角度選択反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の集光機構。
  8. 　前記角度増加反射手段は、反射膜、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、
    　前記傾斜面が、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の集光機構。
  9. 　ガラスの表面に前記角度選択反射手段を設け、前記ガラスの裏面に前記角度増加反射手段を設け、前記ガラスの端部に光を伝搬させて集光することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の集光機構。
  10. 　前記角度選択反射手段が前記ガラスの表面それ自体であることを特徴とする請求項９に記載の集光機構。
  11. 　前記角度選択反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜を含み、
    　前記平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜は、前記第１閾値角度以上の入射角の光を反射し、前記第１閾値角度よりも小さい入射角の光を透過することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の集光機構。
  12. 　前記角度選択反射手段は、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、
    　前記傾斜面が、前記角度増加反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の集光機構。
  13. 　請求項１乃至１２の何れか１項に記載の集光機構を備える太陽光発電装置であって、
    　前記集光機構によって集光した光を受光し、発電する太陽電池セルを備えることを特徴とする太陽光発電装置。
  14. 　集光機構を備える窓構造であって、
    　間隙をあけて平行に配置された二枚のガラスと、
    　前記二枚のガラスの一方に、所定の閾値角度以上の入射角の光を反射し、所定の閾値角度よりも小さい入射角の光を透過する角度選択反射手段を設け、
    　前記二枚のガラスの他方に、前記角度選択反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射する角度増加反射手段を設け、
    　前記角度増加反射手段が、前記角度選択反射手段を透過した光の少なくとも一部を、前記第１閾値角度以上の角度で反射し、
    　前記角度選択反射手段が、前記角度増加反射手段によって反射された前記第１閾値角度以上の角度の光を反射し、
    　前記角度選択反射手段と前記角度増加反射手段との間で光を伝搬させて集光する窓構造。
  15. 　前記角度選択反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜であり、前記一方のガラスの間隙側に貼付又は蒸着されたことを特徴とする請求項１４に記載の窓構造。
  16. 　前記角度選択反射手段は、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、
    　前記傾斜面が、前記角度増加反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられることを特徴とする請求項１４に記載の窓構造。
  17. 　前記角度増加反射手段は、平坦なホログラフィック光学素子であり、前記他方のガラスの間隙側に貼付又は蒸着されたことを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載の窓構造。
  18. 　前記角度増加反射手段は、反射膜、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子の傾斜面を含み、
    　前記傾斜面が、前記角度選択反射手段からの光をその入射角よりも大きい角度で反射するように設けられることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載の窓構造。
  19. 　前記角度増加反射手段及び前記角度増加反射手段によって所定の方向へ集光する光を受光し、発電する太陽電池セルを備えることを特徴とする請求項１４乃至１８の何れか１項に記載の窓構造。
  20. 　複数の傾斜面が繰り返し配置された反射膜、誘電体多層膜ミラー又は反射型ホログラフィック光学素子を封入し、入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する増角性を持たせた機能性窓ガラス。
  21. 　所定の閾値角度よりも大きい入射角の光を反射し、前記閾値角度よりも小さい入射角の光を透過する角度選択性を持った平坦なホログラフィック光学素子又は誘電体多層膜を封入したことを特徴とする機能性窓ガラス。
  22. 　所定の傾斜角を有する複数の傾斜面が繰り返し配置された表面形状を有するガラス基材を準備し、
    　前記ガラス基材に形成された複数の傾斜面に、誘電体多層膜を蒸着し、
    　前記蒸着した誘電体多層膜に光学接着剤を塗布して、平板ガラスを接着し、
    　入射した光をその入射角よりも大きい角度で反射する増角性を持った機能性窓ガラスを製造する方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104989249A (zh) * 2015-07-15 2015-10-21 上海龙人建设集团有限公司 新型百叶窗安装结构
JP2016058696A (ja) * 2014-09-12 2016-04-21 株式会社カネカ 太陽電池付きパネル
WO2016182009A1 (ja) * 2015-05-12 2016-11-17 株式会社エガリム 集光装置、光発電装置、集光用シート、光発電シート及び集光装置又は光発電装置の製造方法
JPWO2016174791A1 (ja) * 2015-04-27 2018-03-15 シャープ株式会社 蛍光集光型太陽電池
WO2019188440A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 京セラ株式会社 集光機能を有する表示装置およびその製造方法、発電装置、並びに電子機器
JPWO2021132615A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10067346B2 (en) * 2015-10-23 2018-09-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Holographic display
CN105672843A (zh) * 2016-04-12 2016-06-15 合肥学院 一种兼顾阳台、遮阳及光伏发电功能的外窗
JP6892777B2 (ja) * 2017-04-03 2021-06-23 矢崎エナジーシステム株式会社 太陽光利用装置及び太陽光利用システム
US11227964B2 (en) 2017-08-25 2022-01-18 California Institute Of Technology Luminescent solar concentrators and related methods of manufacturing
ES2706397B2 (es) * 2017-09-28 2020-07-28 Abellan Pedro Mas Elemento óptico holográfico hibrido de control espectral de iluminación
US11362229B2 (en) 2018-04-04 2022-06-14 California Institute Of Technology Epitaxy-free nanowire cell process for the manufacture of photovoltaics
US11041338B2 (en) * 2018-08-21 2021-06-22 California Institute Of Technology Windows implementing effectively transparent conductors and related methods of manufacturing
CN111162139A (zh) * 2018-11-08 2020-05-15 志宝富生物科技有限公司 太阳能窗
WO2020205800A1 (en) 2019-03-29 2020-10-08 California Institute Of Technology Apparatus and systems for incorporating effective transparent catalyst for photoelectrochemical application
CN112054081A (zh) * 2020-09-03 2020-12-08 成都中建材光电材料有限公司 一种保温隔音防水的发电玻璃及其制备方法
JP7541311B2 (ja) * 2020-10-02 2024-08-28 株式会社ジャパンディスプレイ 太陽光発電装置
KR102569346B1 (ko) * 2021-11-23 2023-08-21 경상국립대학교산학협력단 차광효과를 위한 상하좌우 평면 개폐형 무창기공형 집열기
WO2024156034A1 (en) * 2023-01-25 2024-08-02 Clearvue Technologies Ltd A window for a buildling or structure

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003502843A (ja) * 1999-06-10 2003-01-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 放射エネルギーを収集するためのパネル状構造物
JP2007183317A (ja) * 2006-01-04 2007-07-19 Fuji Electric Holdings Co Ltd 採光装置
JP2010144375A (ja) 2008-12-17 2010-07-01 Ohbayashi Corp 窓構造
WO2011048595A2 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Pythagoras Solar Inc. Window
JP2011094471A (ja) * 2009-09-30 2011-05-12 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 調光透明窓用部材
JP2011159822A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Mitsubishi Electric Corp 太陽光発電装置、及び太陽光発電装置の製造方法
JP2011222629A (ja) * 2010-04-06 2011-11-04 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
JP2012503221A (ja) * 2008-09-18 2012-02-02 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 太陽光収集器／集光器における光収集の角度範囲の増大化
JP2012023089A (ja) 2010-07-12 2012-02-02 Sony Corp 発電装置
JP2012099681A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Toyota Industries Corp 集光構造体及び光発電装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4108540A (en) * 1976-06-17 1978-08-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Refractor-reflector radiation concentrator
US4863224A (en) * 1981-10-06 1989-09-05 Afian Viktor V Solar concentrator and manufacturing method therefor
US5877874A (en) * 1995-08-24 1999-03-02 Terrasun L.L.C. Device for concentrating optical radiation
JP2007027150A (ja) * 2003-06-23 2007-02-01 Hitachi Chem Co Ltd 集光型光発電システム
AU2008243623B2 (en) * 2007-05-01 2014-09-11 Morgan Solar Inc. Light-guide solar panel and method of fabrication thereof
KR20100127775A (ko) * 2008-02-12 2010-12-06 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크. 이중층 박막 홀로그래픽 태양광 집중장치/집광장치
WO2009121180A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Morgan Solar Inc. Solar panel window

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003502843A (ja) * 1999-06-10 2003-01-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 放射エネルギーを収集するためのパネル状構造物
JP2007183317A (ja) * 2006-01-04 2007-07-19 Fuji Electric Holdings Co Ltd 採光装置
JP2012503221A (ja) * 2008-09-18 2012-02-02 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 太陽光収集器／集光器における光収集の角度範囲の増大化
JP2010144375A (ja) 2008-12-17 2010-07-01 Ohbayashi Corp 窓構造
JP2011094471A (ja) * 2009-09-30 2011-05-12 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 調光透明窓用部材
WO2011048595A2 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Pythagoras Solar Inc. Window
JP2011159822A (ja) * 2010-02-01 2011-08-18 Mitsubishi Electric Corp 太陽光発電装置、及び太陽光発電装置の製造方法
JP2011222629A (ja) * 2010-04-06 2011-11-04 Toyota Motor Corp 太陽電池モジュール
JP2012023089A (ja) 2010-07-12 2012-02-02 Sony Corp 発電装置
JP2012099681A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Toyota Industries Corp 集光構造体及び光発電装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2947701A4 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016058696A (ja) * 2014-09-12 2016-04-21 株式会社カネカ 太陽電池付きパネル
JPWO2016174791A1 (ja) * 2015-04-27 2018-03-15 シャープ株式会社 蛍光集光型太陽電池
WO2016182009A1 (ja) * 2015-05-12 2016-11-17 株式会社エガリム 集光装置、光発電装置、集光用シート、光発電シート及び集光装置又は光発電装置の製造方法
CN107835950A (zh) * 2015-05-12 2018-03-23 株式会社埃加里姆 集光装置、光发电装置、集光用板、光发电板及集光装置或光发电装置的制造方法
CN104989249A (zh) * 2015-07-15 2015-10-21 上海龙人建设集团有限公司 新型百叶窗安装结构
WO2019188440A1 (ja) * 2018-03-27 2019-10-03 京セラ株式会社 集光機能を有する表示装置およびその製造方法、発電装置、並びに電子機器
JPWO2021132615A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01

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