WO2017146074A1 - 太陽電池を用いた電源装置、それを備える通信装置等の電子装置、および看板装置 - Google Patents

太陽電池を用いた電源装置、それを備える通信装置等の電子装置、および看板装置 Download PDF

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voltage
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power supply
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智寿 吉江
福井　篤
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Definitions

  • the following disclosure relates to a power supply device using a solar battery module including a plurality of solar battery cells connected in series to each other, an electronic device such as a communication device including such a power supply device, and a signboard device.
  • a solar cell module including a plurality of solar cells (single cells) connected in series is used in order to obtain a voltage necessary for driving a device or equipment as a load.
  • the open-circuit voltage output from one single cell of a solar cell is about 0.5V
  • 5 single cells are connected in series.
  • a solar cell module having the structure described above is produced.
  • Patent Document 1 discloses a dye-sensitized solar cell that is a kind of solar cell, a plurality of capacitors that store electric power generated by the dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized solar cell.
  • An invention of a lighting device including a light source that emits light by power from a solar cell and the plurality of capacitors and a control circuit that controls turning on and off of the light source is disclosed.
  • the use of a dye-sensitized solar cell suppresses a decrease in the amount of power generation even in a room, while increasing the charge that can be released at once by using a plurality of capacitors, thereby increasing the instantaneous emission luminance of the light source. Can be increased.
  • a solar cell module including a plurality of single cells connected in series with each other when the performance of any single cell is low, the single cell with low performance deteriorates as the usage time increases, and the solar cell As a module, the desired performance cannot be maintained. For this reason, in a solar cell module including a single cell with low performance, the time during which desired performance can be maintained (hereinafter referred to as “performance holding time”) is shortened. Moreover, even if the performance of the plurality of single cells constituting the solar cell module is uniform, if the illuminance of the light irradiated to the solar cell module is not uniform, the single cell with low illuminance deteriorates, and the same The performance retention time is shortened.
  • the performance holding time of the solar cell module is lengthened by suppressing the deterioration of the single cell.
  • 1st aspect of this invention is a power supply device which supplies the electric power produced
  • a solar cell module including a plurality of solar cells electrically connected in series with each other; When the output voltage of the solar cell module rises and reaches a predetermined first voltage V1, the power generated by the solar cell module is supplied to the load, and the output voltage of the solar cell module is lowered in advance.
  • An output control circuit that cuts off the supply of power generated by the solar cell module to the load when the determined second voltage V2 is reached; The second voltage V2 is lower than the first voltage V1 and higher than the second highest output voltage among the output voltages of the solar cell module corresponding to the inflection point in the current-voltage characteristic of the solar cell module. It is characterized by that.
  • the first aspect of the present invention it further comprises a capacitor provided between the solar cell module and the output control circuit and connected in parallel with the solar cell module.
  • the plurality of solar cells are dye-sensitized.
  • the second voltage V2 satisfies the following inequality: V2 ⁇ 0.12 ⁇ N [V]
  • N indicates the number of solar cells connected to each other in series in the solar cell module.
  • the maximum differential peak absolute value defined as the maximum of the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the solar cell module is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less. It is characterized by being.
  • a sixth aspect of the present invention is a power supply device that supplies power generated by a solar cell to a load,
  • a solar cell module including a plurality of dye-sensitized solar cells electrically connected in series with each other; When the output voltage of the solar cell module rises and reaches a predetermined first voltage V1, the power generated by the solar cell module is supplied to the load, and the output voltage of the solar cell module is lowered in advance.
  • N represents the number of dye-sensitized solar cells connected in series with each other in the solar cell module.
  • the maximum differential peak absolute value defined as the maximum value of the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the solar cell module is It is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less.
  • the peak voltage Vmax defined as the output voltage of the solar cell module corresponding to the maximum value among the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the solar cell module satisfies the following inequality: To: Vmax ⁇ Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N
  • Voc represents the open circuit voltage of the solar cell module
  • N represents the number of solar cells connected in series with each other in the solar cell module.
  • V2 satisfies the following inequality: V2> Vmax
  • Vmax indicates the output voltage of the solar cell module corresponding to the maximum value among the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the solar cell module.
  • a tenth aspect of the present invention is an electronic device, A power supply device according to any one of the first to ninth aspects of the present invention; And an electronic device receiving power supply from the power supply device as the load.
  • An eleventh aspect of the present invention is the tenth aspect of the present invention,
  • the electronic device is a beacon transmitter;
  • the electronic device is a communication device.
  • a twelfth aspect of the present invention is a signboard device having a display board and a light source for irradiating the display board with light, A power supply device according to any one of the first to ninth aspects of the present invention; A beacon transmitter that receives power supply from the power supply device as the load; The solar cell module in the power supply device is arranged to receive light from the light source directly or indirectly.
  • the electric power generated by the solar cell module is increased.
  • the power supply to the load is continued while the output voltage is higher than the second voltage V2 after that, and the output voltage of the solar cell module decreases to the second voltage V2 due to a decrease in illuminance in the solar cell module.
  • power supply to the load is interrupted.
  • the second voltage V2 is preset to a value lower than the first voltage V1 and higher than the second highest output voltage among the output voltages corresponding to the inflection points in the current-voltage characteristics of the solar cell module. .
  • the electric power generated by the solar cell module is temporarily stored in the capacitor, and the electric power is supplied to the load through the capacitor. For this reason, increase / decrease in generated power due to illuminance change in the solar cell module and increase / decrease in power consumption due to load fluctuation are compensated by charging / discharging of the capacitor in the power storage unit, and the output voltage of the power supply device is stabilized.
  • the solar battery cells included in the solar battery module are dye-sensitized and can be manufactured at low cost, so that the cost of the solar battery module can be reduced. Further, since the power generation characteristics of the dye-sensitized solar cell are less dependent on the illuminance, the power supply device using the solar cell module can be used even in a place where the illuminance is low. Furthermore, in a place with low illuminance where a dye-sensitized solar cell is preferably used, the illuminance is non-uniform between the solar cells as compared to the outdoor environment, and reverse bias is likely to occur in the solar cells. .
  • the third aspect of the present invention it is possible to prevent the occurrence of reverse bias even in an environment where the illuminance is non-uniform, and the deterioration of the solar cell module including the dye-sensitized solar cell. Is suppressed.
  • the solar cell module is configured by a dye-sensitized solar cell, and the second voltage V2 is set to be 0.12 ⁇ N [V] or more. Therefore, even if N solar cells connected in series with each other in the dye-sensitized solar cell module include low-performance solar cells, the reverse bias to the low-performance solar cells is reduced. Occurrence is suppressed. As a result, deterioration of the dye-sensitized solar cell module can be suppressed.
  • the maximum value (maximum differential peak absolute value) of the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell module is 6.9 ⁇ 10 ⁇ . Since it is 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less, the occurrence of reverse bias to the solar cells with low performance included in the dye-sensitized solar cell module is further suppressed. As a result, deterioration of the dye-sensitized solar cell module is further suppressed.
  • the dye-sensitized solar cell module when the output voltage of the dye-sensitized solar cell module rises and reaches the first voltage V1 due to light irradiation to the dye-sensitized solar cell module, the dye-sensitized solar cell module Is supplied to the load, and then the supply of power to the load is continued while the output voltage is higher than the second voltage V2, and the dye-sensitized solar cell is reduced due to a decrease in illuminance in the dye-sensitized solar cell module.
  • the output voltage of the battery module decreases to the second voltage V2
  • power supply to the load is cut off.
  • the second voltage V2 is set to a value of 0.12 ⁇ N [V] or more, so that the performance of the second solar cell V is increased in N solar cells connected in series in the dye-sensitized solar cell module. Even if a low solar cell is included, the occurrence of reverse bias to the low-performance solar cell is suppressed. As a result, since deterioration of the dye-sensitized solar cell module can be suppressed, a high performance retention rate can be realized for the dye-sensitized solar cell module, and the performance retention time can be extended.
  • the maximum value (maximum differential peak absolute value) of the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the dye-sensitized solar cell module is 6.9 ⁇ 10 ⁇ . Since it is 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less, the occurrence of reverse bias to the solar cells with low performance included in the dye-sensitized solar cell module is further suppressed. As a result, deterioration of the dye-sensitized solar cell module is further suppressed.
  • the output voltage (peak voltage) Vmax of the solar cell module corresponding to the maximum value of the absolute values of the peak values in the differential characteristics of the current-voltage characteristics of the solar cell module is Voc ⁇ Since it is (N-3) / N or more, the occurrence of reverse bias to the solar cells with low performance included in the solar cell module is further suppressed. As a result, the deterioration of the solar cell module is further suppressed.
  • the second voltage V2 is set to be larger than the peak voltage Vmax, the reverse bias to the low-performance solar cell included in the solar cell module is reduced. Occurrence is more reliably suppressed. As a result, deterioration of the dye-sensitized solar cell module can be suppressed more reliably.
  • the first to ninth aspects of the present invention in an electronic apparatus including a power supply device that supplies power generated by a solar cell to a load and an electronic device as the load, the first to ninth aspects of the present invention. The same effect can be obtained.
  • a communication device that is an electronic device including a power supply device that supplies power generated by a solar cell to a load and a beacon transmitter as the load, To the ninth aspect.
  • a power supply apparatus that supplies power generated by a solar cell to a load and a beacon as the load A transmitter.
  • Electric power for operating the beacon transmitter is generated when a solar cell module included in the power supply device is irradiated with light from the light source.
  • the illuminance of the solar cell module due to the light from the light source is not uniform, and the illuminance differs between the plurality of solar cells connected in series in the solar cell module.
  • the output voltage of the solar cell module in the power supply device decreases to the second voltage V2 set as described above, the power supply from the power supply device to the beacon transmitter is cut off, and thereby the solar cell with low illuminance The occurrence of reverse bias is suppressed. As a result, the deterioration of the solar cell module can be suppressed.
  • FIG. 1 shows the structure of a communication apparatus provided with the power supply device which concerns on 1st Embodiment. It is sectional drawing which shows one structural example of the dye-sensitized solar cell module in the said 1st Embodiment. It is a figure (A, B) which shows the truth table for demonstrating operation
  • FIG. 7A shows current-voltage characteristics of a single cell showing average performance among the single cells in the dye-sensitized solar cell module according to the first embodiment, and shows current-voltage characteristics of a single cell with low performance.
  • FIG. 21 is a plan view (A) illustrating a configuration of a first signboard device as an application example of a communication device including a power supply device according to the present disclosure, and a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 20 (A).
  • FIG. 22 is a plan view (A) illustrating a configuration of a second signboard device as an application example of a communication device including a power supply device according to the present disclosure, and a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 21 (A).
  • a single element functioning as a solar battery is called a “solar battery cell” or “single cell”, and a module in which a plurality of single cells electrically connected to each other are packaged by resin sealing or the like is used. It shall be called “solar cell module”.
  • solar cell module a module in which a plurality of single cells electrically connected to each other are packaged by resin sealing or the like.
  • the plurality of solar cell modules are also simply referred to as “solar cell modules”.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication device including the power supply device according to the first embodiment.
  • the communication device includes a power supply device 40 and a beacon transmitter 50 that is supplied with power from the power supply device 40 and transmits a radio wave for position confirmation.
  • the power supply device 40 includes a power generation unit 10, a power storage unit 20, and an output control circuit 30.
  • the power storage unit 20 and the output control circuit 30 constitute an activation control circuit 45.
  • the power generation unit 10 includes two dye-sensitized solar cell modules connected in series with each other.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the dye-sensitized solar cell module according to this embodiment.
  • One solar cell module includes five single cells connected in series with each other, and the power generation unit 10 has a configuration in which ten single cells are electrically connected in series.
  • Each single cell is a dye-sensitized solar cell and is provided on a transparent insulating substrate 110. As shown in FIG. 2, a dye is applied on a transparent electrode film 112 formed on the insulating substrate 110.
  • die / titanium oxide layer a layer of titanium oxide as an absorbed metal oxide semiconductor
  • electrolyte / porous insulating layer impregnated with an electrolyte
  • a sealing layer 114 is formed on the side surfaces of the dye / titanium oxide layer 121 and the electrolyte / porous insulating layer 122, and each single cell is separated from an adjacent single cell by the sealing layer 114.
  • the transparent electrode film 112 formed on the insulating substrate 110 among the transparent electrode film 112 and the electrode film 113 of each single cell is formed by the transparent electrode film formed along the sealing layer 114.
  • the electrode film 113 formed on the electrolyte / porous insulating layer 122 is electrically connected.
  • the 5 single cells which comprise one solar cell module are mutually connected in series.
  • the upper surfaces of the five single cells having such a configuration are covered with a cover material 116.
  • the structure of the solar cell module 10 in this embodiment is not limited to the structure shown in FIG. 2, and includes a plurality of dye-sensitized solar cells as single cells, which are electrically in series with each other. As long as it is a connected configuration, it may have other structures and other materials may be used.
  • the power storage unit 20 is connected to the output terminal of the power generation unit 10, and the power storage unit 20 temporarily stores electrical energy by receiving the power output from the power generation unit 10.
  • the power storage unit 20 has a configuration in which six tantalum capacitors (capacity of one tantalum capacitor is 1500 ⁇ F, for example) are connected in parallel (in the following, for convenience of explanation, the six connected in parallel
  • the tantalum capacitor is represented by “capacitor Cs”).
  • Such charging / discharging of the capacitor Cs of the power storage unit 20 compensates for an increase / decrease in generated power due to a change in illuminance in the solar cell module and an increase / decrease in power consumption at the beacon transmitter 50 as a load. Stabilized.
  • the power storage unit 20 is effective for supplementing the power required when starting the beacon transmitter 50 as a load.
  • the electrical storage part 20 is unnecessary depending on the load which should supply electric power from the power supply device 40 (For example, even if the increase / decrease in the generated electric power by the illuminance change in a solar cell module is reflected directly in the electric power supply to a load) A case where there is no problem is also conceivable. In such a case, the output voltage Vsm of the solar cell module 10 may be directly supplied to the output control circuit 30 without providing the power storage unit 20.
  • the power storage unit 20 is not limited to the above-described configuration, and may be any unit that can store the power generated by the power generation unit 10 at one time.
  • a secondary battery such as a lithium polymer battery may be used.
  • the power storage unit 20 may be used.
  • a primary battery such as a coin battery may be used instead of the secondary battery. In this case, it is necessary to replace the battery in the process of using the power supply device 40.
  • the capacitor Cs or the secondary battery may be replaced. As in the case of using it, the power required for starting up the beacon transmitter 50 can be appropriately supplemented.
  • the output control circuit 30 receives the output voltage Vsm from the power generation unit 10 via the power storage unit 20.
  • This output voltage Vsm is a voltage generated by two solar cell modules connected in series with each other in the present embodiment, but hereinafter referred to as “module voltage” regardless of the number of connected solar cell modules.
  • the output control circuit 30 is a circuit for controlling whether or not the module voltage Vsm is supplied as a power supply voltage to the beacon transmitter 50 as a load of the power supply device 40. That is, the output control circuit 30 is a circuit for controlling the supply / cutoff of power from the power supply device 40 to the beacon transmitter as a load.
  • the output control circuit 30 starts supplying power to the beacon transmitter 50 when the module voltage Vsm becomes higher than the preset first voltage V1 in a state where the power supply to the beacon transmitter 50 is stopped. Thereafter, when the voltage lower than the first voltage V1 is preset and the module voltage Vsm becomes lower than the second voltage V2, the power supply to the beacon transmitter 50 is cut off.
  • the output control circuit 30 includes a first constant voltage source that outputs the first voltage V ⁇ b> 1 (also denoted by “V ⁇ b> 1”), A second constant voltage source (also denoted by reference sign “V2”) for outputting the voltage V2, a first comparator 31, a second comparator 32, inverters 33 and 37, an RS flip-flop 35, And an open / close switch 38.
  • the first comparator 31 is supplied with the module voltage Vsm at the positive input terminal and the first voltage V1 at the negative input terminal.
  • the output signal S1 of the first comparator 31 is logically inverted by the inverter 33 and input to the RS flip-flop 35 as the inverted set signal SB.
  • the second comparator 32 is supplied with the module voltage Vsm at the positive input terminal and the second voltage V2 at the negative input terminal.
  • the output signal S2 of the second comparator 32 is input to the RS flip-flop 35 as the inverted reset signal RB.
  • the RS flip-flop 35 is configured by using two NAND gates, and operates so that the input signals SB and RB and the output signal QB have a relationship as shown in FIG.
  • the output signal QB of the RS flip-flop 35 is logically inverted by the inverter 37 and input to the open / close switch 38 as the open / close control signal Cpw.
  • the open / close switch 38 is turned on when the open / close control signal Cpw is at a high level (H level), and is turned off when the open / close control signal Cpw is at a low level (L level).
  • Such an output control circuit 30 operates as shown in FIG. 3B according to the magnitude relationship between the module voltage Vsm and the first voltage V1 and the second voltage V2. Therefore, when the module voltage Vsm changes from a voltage lower than the second voltage V2 to a voltage higher than the first voltage V1, and then changes to a voltage lower than the second voltage V2, the first and second comparisons are performed.
  • the output signals S1 and S2 of the devices 31 and 32, the input signals SB and RB of the RS flip-flop 35, and the open / close control signal Cpw change as shown in FIG.
  • the open / close switch 38 changes from the off state to the on state, and the module voltage Vsm Is maintained from the voltage higher than the first voltage until it reaches the second voltage, and is turned off when the module voltage Vsm reaches the second voltage V2.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the basic operation of the power supply device 40 according to the present embodiment, in which the solar cell module as the power generation unit 10 is irradiated with light (hereinafter referred to as “light ON state”).
  • a time change of the module voltage Vsm in a case where a state where light is not irradiated (hereinafter referred to as “light-off state”) is alternately repeated is shown.
  • the module voltage Vsm changes as follows.
  • the open / close switch 38 in the output control circuit 30 is in an OFF state, and no power is supplied to the beacon transmitter 50 as a load.
  • the accumulated charge in the capacitor Cs of the power storage unit 20 is consumed by self-discharge in the output control circuit 30 or in the solar cell module, so that the module voltage Vsm continues to decrease and at time t7 All accumulated charges in the capacitor Cs of the power storage unit 20 are discharged. As a result, the module voltage Vsm becomes substantially 0V.
  • the module voltage Vsm is maintained at approximately 0V because the light is in the OFF state. Since the light is turned on at time t8, the solar cell module of the power generation unit 10 resumes power generation, and the module voltage Vsm starts to rise.
  • FIG. 6A shows the relationship between the current density i of an average dye-sensitized solar cell (single cell) and the voltage (hereinafter referred to as “single cell voltage”) Vc (hereinafter, “current-voltage characteristics of a single cell”).
  • FIG. 6B shows the relationship between the current density i of the dye-sensitized solar cell with low performance and the single cell voltage Vc (iV of the single cell). Characteristic). If a plurality of (single five in the present embodiment) single cells constituting the solar cell module include single cells with low performance, when the module voltage Vsm is lower than a certain value, the single unit with low performance is obtained. A negative voltage (voltage in the direction opposite to the electromotive force of the battery) is applied to the cell. That is, a reverse bias is generated for a single cell with low performance. This is due to the following reason.
  • Ia shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B) is a current flowing through the solar cell module when the module voltage Vsm is lower than the certain value (hereinafter referred to as “undervoltage value”).
  • this current ia is referred to as “under-voltage current ia”. Since the plurality of single cells included in the solar cell module are connected in series with each other, when an undervoltage current ia flows through the solar cell module, each single cell in the solar cell module also has an undervoltage condition. Current ia flows.
  • a single cell voltage single cell voltage corresponding to the operating point OPa shown in FIG.
  • the second voltage V2 which is a voltage that cuts off the power supply to the beacon transmitter 50 (load) when the module voltage Vsm decreases, is reduced by the deterioration of the single cell due to such negative voltage application (reverse bias). It should be set so that the performance as a battery module does not deteriorate.
  • specific setting of the second voltage V2 in the present embodiment will be described.
  • the inventor of the present application performed the following measurement in order to find an appropriate setting method of the second voltage V2 from the above viewpoint. That is, in this measurement, a solar simulator using an LED (Light Emitting Diode) as a light source is used to irradiate light to the solar cell module of the power generation unit 10 in the present embodiment with a beacon transmitter 50 as a load as shown in FIG. The light emission intensity of the LED was adjusted so that the illuminance was 3000 lx. Under such an evaluation environment, in the configuration in the above embodiment, the second voltage V2 is set to 1.5V, 1.2V, and 2.5V, respectively, as Example 1, Example 2, and Example 3.
  • LED Light Emitting Diode
  • the maximum output of the power supply device 40 in these examples was measured, and the performance retention rate A defined by the following equation was obtained as a measurement result.
  • A 100 ⁇ P2 / P1 (1)
  • P1 is the maximum output before the measurement
  • P2 is the maximum output 6 months after the start of measurement.
  • the beacon transmitter 50 used in the present embodiment is not particularly limited, but in this measurement, Braveridge Co. (location: Fukuoka, Japan) conforming to the BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy) standard.
  • a beacon transmitter manufactured in Shusenji 3-27-2), Nishi-ku, Fukuoka, Japan was used (the same applies to the measurement in other embodiments described later).
  • FIG. 7 shows a comparative example in which the second voltage V2 is set to 1.0 V in the configuration of the present embodiment, and the measurement results for this comparative example are also shown.
  • Example 1 Example 2, and Example 3 in which the second voltage V2 was set to 1.5V, 1.2V, and 2.5V, respectively, the performance retention ratio A was 98%. 97% and 99%, and the solar cell module of the power generation unit 10 is hardly deteriorated.
  • Comparative Example 1 in which the second voltage V2 was set to 1.0 V the performance retention ratio A was 85%, and deterioration of the solar cell module as the power generation unit 10 was observed.
  • the power generation unit 10 is composed of two solar cell modules, and one solar cell module is configured by five single cells connected in series with each other.
  • the number N of single cells connected in series (hereinafter referred to as “series number”) N is 10. Therefore, more generally, if the second voltage V2 [V] is set to a value represented by the following equation, a practically sufficient performance retention rate can be obtained.
  • V2 ⁇ V1 and interruption of power supply to the beacon transmitter 50 as a load should be avoided as much as possible
  • the second voltage V2 is set to a small value within a range that satisfies the above formula (2). Is preferred.
  • the power generation unit 10 in the present embodiment includes two dye-sensitized solar cell modules.
  • 4.5V is set as the first voltage V1
  • 1.2V is set as the second voltage V2, for example.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an actual operation example of the power supply device according to the present embodiment having such a configuration, and shows a state in which the module voltage Vsm changes as the illuminance environment changes.
  • the module voltage Vsm is substantially 0 V, and no power is supplied to the beacon transmitter 50 as a load (hereinafter referred to as “B-OFF state”). ing.
  • B-OFF state the module voltage Vsm rises to the first voltage V1.
  • the power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is started (hereinafter, the state where power is supplied from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is referred to as “B-ON state”).
  • the steady power consumption of the beacon transmitter 50 and the generated power in the power generation unit 10 are balanced, and the module voltage Vsm does not change and becomes constant.
  • the generated power in the power generation unit 10 is reduced in the B-ON state.
  • the module voltage Vsm decreases to the second voltage V2
  • the power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is cut off and the B-OFF state is entered.
  • the module voltage Vsm starts to rise.
  • the power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is started to enter the B-ON state, and the module voltage Vsm decreases according to this power supply.
  • the power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is cut off and the B-OFF state is entered.
  • the module voltage Vsm alternately rises and falls between the first voltage V1 and the second voltage V2 during the low illuminance state, and the B-OFF state and the B-ON state alternate accordingly. Repeated.
  • the illuminance decreases due to a human shadow, etc., and the power generated by the solar cell module of the power generation unit 10 becomes less than the power consumed by the beacon transmitter 50, thereby causing the module voltage Vsm.
  • the power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is cut off when the module voltage Vsm drops to the second voltage.
  • a negative voltage FOG. 6B
  • the beacon transmitter transmits radio waves for position confirmation so that users such as mobile objects such as automobiles and mobile phones can know the current position. Information can be provided.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a communication device including the power supply device according to the second embodiment and a beacon transmitter 50 as a load thereof.
  • the power supply device 40 according to the present embodiment is similar to the first embodiment (see FIG. 1), and includes a power generation unit 10 using a dye-sensitized solar cell, a power storage unit 20 realized by a capacitor Cs, and an output. And a control circuit 30.
  • the power storage unit 20 and the output control circuit 30 constitute an activation control circuit 45.
  • only one solar cell module is used in the power generation unit 10 in this embodiment.
  • this solar cell module is composed of five dye-sensitized solar cells (single cells) connected in series with each other.
  • the module voltage Vsm output from the power generation unit 10 is approximately 1 ⁇ 2 of the module voltage Vsm in the first embodiment. Therefore, in the power supply device 40 according to this embodiment, the level of the module voltage Vsm output from the power generation unit 10 via the power storage unit 20 and the output control circuit 30 is increased to a voltage level necessary for the operation of the beacon transmitter 50.
  • the boost converter 47 is provided. Since other configurations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the load applied to the solar cell module by the operation of the beacon transmitter 50 is increased. That is, compared to the first embodiment, a single cell that is reverse bias (a single cell to which a negative voltage is applied) is likely to occur.
  • the module voltage Vsm increases and reaches the first voltage V1
  • power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is started, and then the module voltage Vsm. Decreases and reaches the second voltage V2, the power supply from the power supply device 40 to the beacon transmitter 50 is cut off.
  • the first voltage V1 is set to 2.3 V in the output control circuit 30.
  • the second voltage V2 is set to 0.6 V from the above equation (2).
  • Boost converter 47 is configured such that output voltage Vout is 3.0 V for such setting of first and second voltages V1, V2.
  • the operation of the power supply device 40 according to this embodiment is basically the same as that of the first embodiment except for the operation of the boost converter 47, although the value of the module voltage Vsm is different. (See FIGS. 4, 5, and 9).
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing an electrical configuration of the solar cell module constituting the power generation unit 10 in the present embodiment.
  • Vsm Vc1 + Vc2 + Vc3 + Vc4 + Vc5 (3) It is. Therefore, when the iV characteristic of each single cell UCi is a characteristic as shown in FIG. 12 (A), the iV characteristic of the solar cell module as the power generation unit 10 is as shown in FIG. 12 (B). It becomes a characteristic.
  • the operating point OP in the iV characteristic shown in FIG. 12B is determined by the value of the module voltage Vsm when power is supplied from the power generation unit 10 to the load (beacon transmitter in this embodiment). A current corresponding to OP flows through the load.
  • FIG. 13A shows the iV characteristics of each single cell UCi when the performance of any one of the single cells UC1 to UC5 constituting the solar cell module is low (in this example, the performance of the single cell UC3 is low).
  • the iV characteristic of the solar cell module as the power generation unit 10 is a step-like characteristic as shown in FIG. If any single unit cell UC1 to UC5 included in the solar cell module has a low performance and one single cell having a low performance is included, the iV characteristic of the solar cell module is The characteristics are as shown in FIG. However, in the characteristic curve shown in FIG. 13B, the staircase shape is emphasized so that the characteristics of the iV characteristic of the solar cell module including a single cell with low performance can be easily understood.
  • the illuminance in the single cells UC1 to UC5 constituting the solar cell module becomes non-uniform, there may arise a problem that one or more single cells constituting the solar cell module cannot output a sufficient current.
  • FIGS. 6 (A) and 6 (B) when the module voltage Vsm corresponding to the operating point OP is low even when the same operating current Ia flows, a single cell in the solar cell module.
  • the UC1 to UC5 only the low-performance single cell UC3 is reverse-biased. Since the single cell UC3 having low performance deteriorates when the reverse bias state continues, the second voltage V2 is set so as to suppress this.
  • FIG. 14 shows the iV characteristics of the solar cell module shown in FIG. 13B in more detail in order to explain the setting of the second voltage V2 in this embodiment.
  • the lowest voltage that can prevent reverse bias to a single cell with low performance is higher than the module voltage Vif2. high.
  • the second voltage V2 is a value in the vicinity of the module voltage Vif2 corresponding to the inflection point Pif2 and higher than the voltage Vif2. Should be set. That is, the second voltage V2 is set to a value in the vicinity of the second highest module voltage Vif2 among the module voltages corresponding to the inflection points of the iV characteristics of the solar cell module and higher than the voltage Vif2. Should.
  • a dye-sensitized solar cell module is used as the electric power generation part 10 like this embodiment, it is thought that such a setting of the 2nd voltage V2 respond
  • FIG. 15 (A) shows the iV characteristics and differential characteristics of the iV characteristics of the solar cell module in Example 4 that was the subject of this measurement
  • FIG. 15 (B) was the subject of this measurement
  • FIG. 15C shows the iV characteristics of the solar cell module in Example 5 and the differential characteristics of the iV characteristics.
  • FIG. 15C shows the iV characteristics of the solar cell module in the comparative example that is the object of this measurement and the iV characteristics.
  • the differential characteristic of the iV characteristic is shown.
  • the “differential characteristic of the iV characteristic” refers to a characteristic indicating the relationship between the module voltage Vsm and the differential value di / dV by the module voltage of the density i of the current flowing through the solar cell module.
  • the differential characteristic of the iV characteristic indicates a change in the slope (di / dV) of the curve indicating the iV characteristic due to the module voltage Vsm.
  • a specific method for calculating the differential characteristic of the “iV characteristic” is as follows. First, the current density i when the module voltage Vsm is changed from ⁇ 0.1 V to 3.9 V at an interval of 0.005 V is measured to obtain the iV characteristics. Next, when obtaining the differential characteristics, in order to reduce noise generated due to a measurement error of the measured current density i, the module voltage Vsm is used to calculate the differential value di / dV at a predetermined module voltage Vsm. The average value of the current densities i at five points before and after is used. Regarding this point, as an example, a method of calculating the differential value di / dV when Vsm is 1.000 V will be specifically described.
  • the module voltage Vsm is 0.975V, 0.980V, 0.985V, 0.990V
  • An average value of nine values indicating the current density i at 0.995V, 1.000V, 1.005V, 1.010V, 1.015V is obtained, and similarly, the module voltage Vsm is 1.000V.
  • the average value of the current density i (average current density at 1.000 V) is obtained.
  • a current density difference ⁇ i is obtained by subtracting “average current density at 0.995 V” from the obtained “average current density at 1.000 V”, and this current density difference ⁇ i is calculated between 1.000 V and 0.995 V.
  • the differential value di / dV is calculated by dividing by 0.005 V which is the voltage difference ⁇ V.
  • the arrows indicate the peaks where the absolute value of the peak value is the maximum among the peaks in the respective iV differential characteristics.
  • this peak is referred to as “maximum differential peak”
  • the module voltage Vsm corresponding to this maximum differential peak is referred to as “peak voltage Vmax”
  • the differential value di / dV at this maximum differential peak is referred to as “maximum differential peak value (di / DV) max ".
  • peak refers to the point at which di / dV is maximum or minimum in the iV differential characteristic
  • peak value refers to the maximum value or minimum value in the iV differential characteristic.
  • the maximum differential peaks in the iV differential characteristics shown in FIGS. 15A to 15C correspond to the inflection points at which the corresponding module voltage Vsm is the second largest among the inflection points in the iV characteristics. (See the inflection point Pif2 in the iV characteristic shown in FIG. 14).
  • FIG. 16 is a diagram showing the results of the above measurement for the present embodiment.
  • N is the number of series in the power generation unit 10, that is, the number of single cells connected in series in the power generation unit 10, and “(N ⁇ 3)” in “Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N” / N ′′ is a ratio for considering the effect of reverse bias due to the inclusion of single cells with low performance in the solar cell module.
  • N 5.
  • the absolute value of the maximum differential peak value (di / dV) max is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less, and the peak voltage When Vmax is “Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N” or more, the performance retention ratio A is 96% or more. Therefore, the absolute value of the maximum differential peak value (di / dV) max is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less, and the peak voltage Vmax is “Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N When it is above, deterioration of the dye-sensitized solar cell module can be further suppressed.
  • a solar cell module that satisfies the conditions shown in the above (knowledge 1) and (knowledge 2) is selected from the manufactured solar cell modules and used in the power generation unit 10. Is preferred.
  • the load is supplied from the power supply device 40 to the load.
  • the power supply to the beacon transmitter 50 is cut off.
  • the second voltage V2 is set to a value higher than the second highest module voltage Vif2 among the module voltages corresponding to the inflection point of the iV characteristic of the solar cell module (FIG. 14). reference).
  • the power generation unit 10 uses a dye-sensitized solar cell module whose absolute value of the maximum differential peak value (di / dV) max is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less. By doing so, deterioration in the dye-sensitized solar cell module can be suppressed.
  • the absolute value of the maximum differential peak value (di / dV) max is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (cm 2 ⁇ V) or less, and the peak voltage Vmax is “Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N “By using the above dye-sensitized solar cell module in the power generation unit 10, the deterioration in the dye-sensitized solar cell module can be further suppressed.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a communication device including the power supply device according to the third embodiment and a beacon transmitter 50 as a load thereof.
  • the power supply device 40 according to the present embodiment is similar to the second embodiment (see FIG. 1), and includes a power generation unit 10 using a dye-sensitized solar cell, a power storage unit 20 realized by a capacitor Cs, and an output. And a control circuit 30.
  • the power storage unit 20 and the output control circuit 30 constitute an activation control circuit 45.
  • the number of solar cell modules used in the power generation unit 10 in the present embodiment (hereinafter referred to as "number of used modules"). Can be changed in the range of 1 to 3 sheets.
  • the power supply device 40 according to the present embodiment includes a step-up / step-down converter 48 instead of the step-up converter 47 in the second embodiment.
  • the number of modules used is in the range of 1 to 3 in this embodiment, but may be 4 or more.
  • the first voltage V1 is set to 2.3V and the second voltage V2 is calculated from the above equation (2).
  • the first voltage V1 is set to 4.5 V and the second voltage V2 is set to the above formula (2 ) Is set to 1.2V
  • the first voltage V1 is set to 7.0V and the second voltage V2 is set to the above formula.
  • it is set to 2.0V.
  • step-up / down converter 48 is configured to be able to cope with the difference in the set values of the first and second voltages V1, V2 depending on the number of modules used, and the voltage Vout of 3.0V regardless of the number of modules used. Is output to the beacon transmitter 50.
  • the operation of the power supply device 40 according to the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment except for the operation of the buck-boost converter 48, although the value of the module voltage Vsm is different. (See FIGS. 4, 5, and 9).
  • the maximum output of the power supply device 40 according to this embodiment was measured under the same irradiation conditions as in Example 1, and the performance retention rate A defined by the above-described equation (1) was obtained as a measurement result (however, Examples 5 to 9 For without measuring again because the a measurement condition the second embodiment is the same and is diverted measurement result in the second embodiment).
  • the iV differential characteristic is shown. 18A to 18C, the arrows indicate the maximum differential peaks in the respective iV differential characteristics. Note that all the single cells in the solar cell module used as the power generation unit 10 should have equivalent iV characteristics.
  • the solar cell module used as the power generation unit 10 While the single cells are intended to obtain almost uniform performance, low performance is recognized in about one of these single cells due to contamination of foreign matters.
  • the inventor of the present application assumes a predetermined correlation between the peak voltage Vmax and the open circuit voltage Voc of the power generation unit 10 on the assumption of this. Found that there exists.
  • FIG. 19 is a diagram showing the results of the above measurements for Examples 5 to 9 and 11 to 14 in the present embodiment.
  • the above correlation appears in the relationship between the open circuit voltage Voc and Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N shown in FIG. That is, assuming that the first and second voltages V1 and V2 (especially the second voltage V2) are set appropriately, the performance retention ratio is obtained when the peak voltage Vmax is larger than Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N.
  • A is 95% or more and is sufficiently high.
  • the absolute value of the maximum differential peak value (di / dV) max is 6.9 ⁇ 10 ⁇ 3 mA / (Cm 2 ⁇ V) or less, but the peak voltage Vmax is smaller than Voc ⁇ (N ⁇ 3) / N. This is considered to correspond to the fact that the number of single cells with low performance among the single cells included in the solar cell module as the power generation unit 10 is two or more, or even if one, the degree of performance degradation is large. It is done.
  • FIG. 20 shows a configuration of a first signboard device as an application example of a communication device including a power supply device according to the present disclosure
  • FIG. 20A is a plan view showing the inside of the signboard device
  • FIG. 20B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • This signboard apparatus is an internally illuminated signboard apparatus, and has a flat rectangular parallelepiped housing composed of a bottom plate 201, a side frame 203, and a display plate 205 as a top plate made of a light diffusing material.
  • the bottom plate 201 is provided with a plurality of rows (four rows in this embodiment) of LEDs 210 as light sources.
  • the drive circuit and power supply circuit of these LED210, and the wiring between them are abbreviate
  • the signboard device includes three dye-sensitized solar cell modules 220 as power generation units attached between the rows of LEDs 210 on the bottom plate 201, and
  • the start control circuit 45 electrically connected to the solar cell module 220 and the beacon transmitter 50 are provided, and a boost converter is provided between the start control circuit 45 and the beacon transmitter 50 as necessary.
  • a buck-boost converter is provided (see FIGS. 10 and 17).
  • the activation control circuit 45 shown in FIG. 20A has the same configuration as the activation control circuit 45 including the power storage unit 20 and the output control circuit 30 shown in FIG. In this manner, the signboard device is configured to incorporate a communication device including any one of the power supply devices 40 according to the above embodiments and the beacon transmitter 50.
  • the power output from the solar cell module 220 as the power generation unit 10 is given to the beacon transmitter 50 via the activation control circuit 45, and the beacon transmitter 50 is operated by this power.
  • the output control circuit in the activation control circuit 45 controls the start / cut-off of power supply to the beacon transmitter 50 according to the module voltage Vsm based on the first and second voltages V1 and V2.
  • the solar cell module 220 is arranged so as to be able to receive light from the LED 210 directly or indirectly, but the positional relationship between each single cell included in the solar cell module 220 and the LED 210 as a light source is As a result, the illuminance in the solar cell module 220 is not uniform, and the illuminance varies depending on the single cell. For this reason, even when the single cells connected in series in the solar cell module 220 do not include low-performance single cells, that is, when all the single cells have substantially the same performance, The iV characteristics of a single cell with low illuminance are worse than the iV characteristics of other single cells.
  • the iV characteristics of the solar cell module are step-like characteristics as shown in FIG. 13B and FIG. 14, as in the case where a single cell with low performance is included.
  • the start / shutoff of power supply to the beacon transmitter 50 is controlled according to the module voltage Vsm based on the first and second voltages V1 and V2 (see FIG. 4, refer to FIG. 9), deterioration of the solar cell module due to non-uniform illuminance in the solar cell module 220 can be suppressed.
  • being able to receive light from the LED 210 indirectly means that the light from the LED 210 can receive reflected light or scattered light reflected inside a signboard device such as the side frame 203 and the display plate 205.
  • the beacon transmitter 50 incorporated in the signboard device can be operated satisfactorily for a long time. For example, even in an underground mall where radio waves from GPS (Global Positioning System) satellites do not reach, if this signboard device is provided, users of mobile phones and smartphones with GPS functions The current position can be known by receiving radio waves from the beacon transmitter 50 with a mobile phone or the like. Further, according to the signboard device, the light source used for lighting the signboard device is effectively used and the beacon transmitter 50 in the signboard device is activated, so a separate power source for activating the beacon transmitter is unnecessary. And contribute to energy saving.
  • GPS Global Positioning System
  • the beacon transmitter 50 in the signboard device, it is not necessary to provide a separate transmitter, a power source and wiring for starting the transmitter in an underground shopping area, and the space can be saved. Moreover, the solar cell module 220 and the beacon transmitter 50 can be hidden by being provided inside the display board 205, without impairing the design (design) of the signboard device and the design (appearance) of the installation environment, A beacon transmitter 50 can be installed.
  • the dye-sensitized solar cell module is used for the electric power generation for operation
  • FIG. 21 shows a configuration of a second signboard device as an application example of a communication device including a power supply device according to the present disclosure
  • FIG. 21A is a plan view showing the inside of the signboard device
  • FIG. 21B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • This signboard apparatus is also an internally illuminated signboard apparatus, and has a flat rectangular parallelepiped casing composed of a bottom plate 301, a side frame 303, and a display plate 305 as a top plate made of a light diffusing material.
  • the bottom plate 301 has three fluorescent lamps 310 arranged in parallel with a gap therebetween. In addition, the drive circuit and power supply circuit of these fluorescent lamps 310 and the wiring between them are not shown.
  • the signboard device includes two dye-sensitized solar cell modules 320 as power generation units attached between the fluorescent lamps 310 in the bottom plate 301.
  • an activation control circuit 45 electrically connected to the solar cell module 320 and a beacon transmitter 50, and a booster is provided between the activation control circuit 45 and the beacon transmitter 50 as necessary.
  • a converter or a buck-boost converter is provided (see FIGS. 10 and 17).
  • Activation control circuit 45 shown in FIG. 21A has the same configuration as activation control circuit 45 including power storage unit 20 and output control circuit 30 shown in FIG.
  • this signboard apparatus is also configured to incorporate a communication device including any one of the power supply devices 40 according to the above embodiments and the beacon transmitter 50.
  • the power output from the solar cell module 320 as the power generation unit 10 is given to the beacon transmitter 50 via the activation control circuit 45, and the beacon transmitter 50 is operated by this power.
  • the output control circuit in the activation control circuit 45 controls the start / cut-off of power supply to the beacon transmitter 50 according to the module voltage Vsm based on the first and second voltages V1 and V2.
  • the solar cell module 320 is arranged so that it can receive light from the fluorescent lamp 310 directly or indirectly, but each single cell included in the solar cell module 320 and the fluorescent lamp 310 as a light source Since the positional relationship differs depending on the single cell, the illuminance varies depending on the single cell. For this reason, even if the single cells connected in series in the solar cell module 320 do not include single cells with low performance, the iV characteristics of single cells with low illuminance are i of other single cells. It becomes worse than -V characteristics. As a result, the iV characteristics of the solar cell module are step-like characteristics as shown in FIG. 13B and FIG. 14, as in the case where a single cell with low performance is included.
  • the start / cut-off of power supply to the beacon transmitter 50 is controlled according to the module voltage Vsm based on the first and second voltages V1, V2. 4 and FIG. 9), the deterioration of the solar cell module due to the uneven illuminance in the solar cell module 320 can be suppressed.
  • the beacon transmitter 50 incorporated in the signboard device can be operated favorably for a long period of time, and the same effect as the first signboard device can be obtained.
  • a dye-sensitized solar cell module is used as the power generation unit 10, but the present invention is not limited to this. That is, even if a solar cell module other than the dye-sensitized solar cell module is used, the solar cell module is configured by a plurality of single cells connected in series with each other, The present invention can be applied when low-performance cells can be included in the cells or when the illuminance can be different among the plurality of single cells.
  • the second voltage V2 setting method determination method based on the inflection point of the characteristic curve
  • the method of suppressing deterioration based on the above can also be used when a solar cell module other than the dye-sensitized solar cell module is used.
  • the beacon transmitter 50 is connected as a load to the power supply device 40 using a solar cell (refer FIG.1, FIG.10, FIG.17), it replaces with the beacon transmitter 50.
  • the present invention can also be applied when other electronic devices are connected to the power supply apparatus 40 as a load.

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Abstract

互いに直列に接続された複数の単セルを含む太陽電池モジュールを使用した電源装置において、太陽電池モジュールへの光の照射によってモジュール電圧Ｖｓｍが上昇し、第１電圧Ｖ１に達すると開閉スイッチがオンし、負荷に電力が供給され、この状態から、太陽電池モジュールでの照度低下によってモジュール電圧Ｖｓｍが低下し、第２電圧Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）に達すると、開閉スイッチがオフとなり、負荷への電力供給を遮断することにより、単セルの劣化を抑制し、太陽電池モジュールの性能保持時間を長くすることができる。その際の第２電圧Ｖ２は太陽電池モジュールの電流－電圧特性に基づき予め適切な値に設定される。

Description

太陽電池を用いた電源装置、それを備える通信装置等の電子装置、および看板装置
　以下の開示は、互いに直列に接続された複数個の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを用いた電源装置、そのような電源装置を備える通信装置等の電子装置、および看板装置に関する。
　太陽電池を用いた電源装置では、負荷としてのデバイスや機器の駆動に必要な電圧を得るために、互いに直列に接続された複数個の太陽電池セル（単セル）を含む太陽電池モジュールが使用される。例えば太陽電池の１つの単セルから出力される開放電圧が０．５Ｖ程度であれば、２．５Ｖ程度の電源電圧で動作する機器を駆動する場合には、５個の単セルが直列に接続された構成の太陽電池モジュールを作製する。
　以下の開示に関連して下記の特許文献１には、太陽電池の一種である色素増感太陽電池と、当該色素増感太陽電池の発電した電力を蓄積する複数のコンデンサと、当該色素増感太陽電池および当該複数のコンデンサからの電力によって発光する光源と、当該光源の点灯および消灯を制御する制御回路とを備えた点灯装置の発明が開示されている。この発明によれば、色素増感太陽電池の使用によって、室内であっても発電量の低下を抑制しつつ、複数のコンデンサの使用によって一気に放出できる電荷を大きくして光源の一瞬の発光輝度を高めることができる。
日本国特開２０１２－１６７４７０号公報
　互いに直列に接続された複数個の単セルを含む太陽電池モジュールにおいて、いずれかの単セルの性能が低い場合には、使用時間が長くなるにしたがってその性能の低い単セルが劣化し、太陽電池モジュールとして所望の性能を維持できなくなる。このため、性能の低い単セルを含む太陽電池モジュールでは、所望の性能を維持できる時間（以下「性能保持時間」という）が短くなる。また、太陽電池モジュールを構成する複数個の単セルの性能が均一であっても、その太陽電池モジュールに照射される光の照度が均一でない場合には、照度の低い単セルが劣化し、同様に性能保持時間が短くなる。
　そこで以下の開示では、互いに直列に接続された複数個の単セルを含む太陽電池モジュールを使用した電源装置において、単セルの劣化を抑制することで当該太陽電池モジュールの性能保持時間を長くすることを目的とする。
　本発明の第１の局面は、太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置であって、
　互いに直列に電気的に接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールと、
　前記太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して予め決められた第１電圧Ｖ１に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力を負荷に供給し、前記太陽電池モジュールの出力電圧が低下して予め決められた第２電圧Ｖ２に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力の前記負荷への供給を遮断する出力制御回路とを備え、
　前記第２電圧Ｖ２は、前記第１電圧Ｖ１よりも低く、前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性における変曲点に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧のうち２番目に高い出力電圧よりも高いことを特徴とする。
　本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記太陽電池モジュールと前記出力制御回路の間に設けられ前記太陽電池モジュールと並列に接続されたコンデンサを更に備えることを特徴とする。
　本発明の第３の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
　前記複数の太陽電池セルは色素増感型であることを特徴とする。
　本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
　前記第２電圧Ｖ２は下記の不等式を満たすことを特徴とする：
　　Ｖ２≧０．１２×Ｎ［Ｖ］
　ここで、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている太陽電池セルの個数を示す。
　本発明の第５の局面は、本発明の第３または第４の局面において、
　前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値として定義される最大微分ピーク絶対値は６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であることを特徴とする。
　本発明の第６の局面は、太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置であって、
　互いに直列に電気的に接続された複数の色素増感太陽電池セルを含む太陽電池モジュールと、
　前記太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して予め決められた第１電圧Ｖ１に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力を負荷に供給し、前記太陽電池モジュールの出力電圧が低下して予め決められた第２電圧Ｖ２に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力の前記負荷への供給を遮断する出力制御回路とを備え、
　前記第２電圧Ｖ２は、前記第１電圧Ｖ１よりも低く下記の不等式を満たすことを特徴とする：
　　Ｖ２≧０．１２×Ｎ［Ｖ］
　ここで、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている色素増感太陽電池セルの個数を示す。
　本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において
　前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値として定義される最大微分ピーク絶対値は６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であることを特徴とする。
　本発明の第８の局面は、本発明の第１から第７の局面のいずれかにおいて、
　前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧として定義されるピーク電圧Ｖｍａｘは下記の不等式を満たすことを特徴とする：
　　Ｖｍａｘ≧Ｖｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ
　ここで、Ｖｏｃは前記太陽電池モジュールの開放電圧を示し、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている太陽電池セルの個数を示す。
　本発明の第９の局面は、本発明の第１から第８の局面のいずれかにおいて、
　前記第２電圧Ｖ２は下記の不等式を満たすことを特徴とする：
　　Ｖ２＞Ｖｍａｘ
　ここで、Ｖｍａｘは、前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧を示す。
　本発明の第１０の局面は、電子装置であって、
　本発明の第１から第９の局面のいずれかの局面に係る電源装置と、
　前記負荷として前記電源装置から電力供給を受ける電子デバイスとを備えることを特徴とする。
　本発明の第１１の局面は、本発明の第１０の局面において、
　前記電子デバイスはビーコン発信機であり、
　前記電子装置は通信装置であることを特徴とする。
　本発明の第１２局面は、表示板と当該表示板に光を照射する光源とを有する看板装置であって、
　本発明の第１から第９の局面のいずれかの局面に係る電源装置と、
　前記負荷として前記電源装置から電力供給を受けるビーコン発信機とを備え、
　前記電源装置における前記太陽電池モジュールは、前記光源からの光を直接または間接に受光可能に配置されていることを特徴とする。
　本発明の他の局面は、本発明の上記第１から第１２の局面および後述の各実施形態に関する説明から明らかであるので、その説明を省略する。
　本発明の第１の局面によれば、太陽電池セル（モジュール）への光の照射によって太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して第１電圧Ｖ１に達すると、太陽電池モジュールで生成された電力が負荷に供給され、その後、その出力電圧が第２電圧Ｖ２よりも高い間は負荷への電力供給が継続され、太陽電池モジュールにおける照度の低下によって太陽電池モジュールの出力電圧が第２電圧Ｖ２まで低下すると、負荷への電力供給が遮断される。この第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１よりも低く、太陽電池モジュールの電流－電圧特性における変曲点に対応する出力電圧のうち２番目に高い出力電圧よりも高い値に予め設定されている。このため、太陽電池モジュールにおいて互いに直列に電気的に接続されて太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池セルのうちいずれかの太陽電池セルの性能が低い場合であっても、出力電圧の低下時における第２電圧Ｖ２に基づく電力供給の遮断によりその性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が抑制される。その結果、太陽電池モジュールの劣化が抑えられるので、太陽電池モジュールにつき高い性能保持率を実現し、性能保持時間を長くすることができる。なお一般に、太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池セルの性能が同じであっても、それら複数の太陽電池セルの間で照度が異なる場合には、性能の低い太陽電池セルが含まれる場合と同様に逆バイアスによる劣化が問題となる。しかし、このような場合であっても、本発明の第１の局面によれば、照度の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生を抑制することができる。この点は本発明の他の局面においても同様である。
　本発明の第２の局面によれば、太陽電池モジュールによって生成される電力がコンデンサに一時的に蓄えられ、そのコンデンサを介して負荷に電力が供給される。このため、太陽電池モジュールにおける照度変化による発電電力の増減や負荷変動による消費電力の増減が蓄電部におけるコンデンサの充放電によって補償され、電源装置の出力電圧が安定化される。
　本発明の第３の局面によれば、太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルは色素増感型であって低コストで製造できるので、太陽電池モジュールのコストを低減することができる。また、色素増感型の太陽電池の発電特性は照度に対する依存性が小さいので、太陽電池モジュールを用いた電源装置を照度の低い場所でも使用することができる。さらに、色素増感型の太陽電池が好適に使用される照度の低い場所では、屋外環境と比較して、太陽電池セル間で照度が不均一になり、太陽電池セルに逆バイアスが発生しやすい。しかし、本発明の第３の局面によれば、照度が不均一になる環境下においても逆バイアスの発生を未然に防ぐことができ、色素増感型の太陽電池セルからなる太陽電池モジュールの劣化が抑えられる。
　本発明の第４の局面によれば、太陽電池モジュールが色素増感型の太陽電池セルで構成され、上記第２電圧Ｖ２が０．１２×Ｎ［Ｖ］以上となるように設定されているので、当該色素増感太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されたＮ個の太陽電池セルの中に性能の低い太陽電池セルが含まれていても、その性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュールの劣化が抑えられる。
　本発明の第５の局面によれば、色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値（最大微分ピーク絶対値）が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であることから、色素増感太陽電池モジュールに含まれる性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が更に抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュールの劣化が更に抑えられる。
　本発明の第６の局面によれば、色素増感太陽電池モジュールへの光の照射によって色素増感太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して第１電圧Ｖ１に達すると、色素増感太陽電池モジュールで生成された電力が負荷に供給され、その後、その出力電圧が第２電圧Ｖ２よりも高い間は負荷への電力供給が継続され、色素増感太陽電池モジュールにおける照度の低下によって色素増感太陽電池モジュールの出力電圧が第２電圧Ｖ２まで低下すると、負荷への電力供給が遮断される。この第２電圧Ｖ２は０．１２×Ｎ［Ｖ］以上の値に設定されており、これにより、色素増感太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されたＮ個の太陽電池セルの中に性能の低い太陽電池セルが含まれていても、その性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュールの劣化が抑えられるので、色素増感太陽電池モジュールにつき高い性能保持率を実現し、性能保持時間を長くすることができる。
　本発明の第７の局面によれば、色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値（最大微分ピーク絶対値）が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であることから、色素増感太陽電池モジュールに含まれる性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が更に抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュールの劣化が更に抑えられる。
　本発明の第８の局面によれば、太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値に対応する太陽電池モジュールの出力電圧（ピーク電圧）ＶｍａｘがＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ以上であることから、太陽電池モジュールに含まれる性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が更に抑制される。その結果、太陽電池モジュールの劣化が更に抑えられる。
　本発明の第９の局面によれば、上記第２電圧Ｖ２が上記ピーク電圧Ｖｍａｘよりも大きくなるように設定されているので、太陽電池モジュールに含まれる性能の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生がより確実に抑制される。その結果、色素増感太陽電池モジュールの劣化がより確実に抑えられる。
　本発明の第１０の局面によれば、太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置とその負荷としての電子デバイスとを備えた電子装置において、本発明の第１から第９の局面と同様の効果が得られる。
　本発明の第１１の局面によれば、太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置とその負荷としてのビーコン発信機とを備えた電子装置である通信装置において、本発明の第１から第９の局面と同様の効果が得られる。
　本発明の第１２の局面によれば、表示板と当該表示板に光を照射する光源とを有する看板装置において、太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置とその負荷としてのビーコン発信機とが設けられている。ビーコン発信機を動作させるための電力は、電源装置に含まれる太陽電池モジュールが当該光源から光を照射されることにより生成される。このとき、当該光源からの光による太陽電池モジュールの照度は均一ではなく、太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続された複数の太陽電池セルの間で照度に相違が生じる。しかし、電源装置における太陽電池モジュールの出力電圧が上記のように設定された第２電圧Ｖ２まで低下すると、電源装置からビーコン発信機への電力供給が遮断され、これにより、照度の低い太陽電池セルへの逆バイアスの発生が抑制される。その結果、太陽電池モジュールの劣化が抑えられる。
　本発明の他の局面の効果については、本発明の上記第１～第１２の局面の効果および下記実施形態についての説明から明らかであるので、説明を省略する。
第１の実施形態に係る電源装置を備える通信装置の構成を示す図である。 上記第１の実施形態における色素増感太陽電池モジュールの一構成例を示す断面図である。 上記第１の実施形態に係る電源装置における出力制御回路の動作を説明するための真理値表を示す図（Ａ，Ｂ）である。 上記第１の実施形態に係る電源装置における出力制御回路の動作を説明するための信号波形図である。 上記第１の実施形態に係る電源装置（の起動制御回路）の基本的な動作を説明するための、モジュール電圧の時間的変化を示す図である。 上記第１の実施形態における色素増感太陽電池モジュールにおける単セルのうち平均的な性能を示す単セルの電流－電圧特性を示す図（Ａ）および性能の低い単セルの電流－電圧特性を示す図（Ｂ）である。 上記第１の実施形態における色素増感太陽電池モジュールの性能保持率の測定結果を示す図である。 上記第１の実施形態における色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性を示す図である。 上記第１の実施形態に係る電源装置の実際の動作例を説明するための、モジュール電圧の時間的変化を示す図である。 第２の実施形態に係る電源装置を備える通信装置の構成を示す図である。 上記第２の実施形態における色素増感太陽電池モジュールの電気的構成を模式的に示す図である。 平均的な性能の単セルのみを含む色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性を説明するための模式図（Ａ，Ｂ）である。 性能の低い単セルを含む色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性を説明するための模式図（Ａ，Ｂ）である。 上記第２の実施形態における第２電圧の設定を説明するために色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性を模式的に示す図である。 色素増感太陽電池モジュールの電流－電圧特性におけるピーク電圧を説明するための図（Ａ，Ｂ，Ｃ）である。 上記第２の実施形態における色素増感太陽電池モジュールの性能保持率とピーク電圧および開放電圧と関係を調べるための測定の結果を示す図である。 第３の実施形態に係る電源装置を備える通信装置の構成を示す図である。 色素増感太陽電池モジュールの枚数を変更した場合のピーク電圧を示す図（Ａ，Ｂ，Ｃ）である。 上記第３の実施形態における色素増感太陽電池モジュールの性能保持率とピーク電圧および開放電圧と関係を調べるための測定の結果を示す図である。 本開示に係る電源装置を備えた通信装置の応用例としての第１の看板装置の構成を示す平面図（Ａ）および図２０（Ａ）のＡ－Ａ線における断面図（Ｂ）である。 本開示に係る電源装置を備えた通信装置の応用例としての第２の看板装置の構成を示す平面図（Ａ）および図２１（Ａ）のＢ－Ｂ線における断面図（Ｂ）である。
　以下、各実施形態について説明する。なお以下では、太陽電池として機能する１個の素子を「太陽電池セル」または「単セル」と呼び、互いに電気的に接続された複数個の単セルを樹脂封止等によりパッケージ化したモジュールを「太陽電池モジュール」と呼ぶものとする。ただし、複数枚の太陽電池モジュールが１つの発電部として動作する場合には、それら複数枚の太陽電池モジュールを単に「太陽電池モジュール」ともいう。
＜１．第１の実施形態＞
＜１．１　全体構成＞
　図１は、第１の実施形態に係る電源装置を備える通信装置の構成を示す図である。本通信装置は、電源装置４０と、この電源装置４０から電力を供給されて位置確認のための電波を発信するビーコン発信機５０とからなる。電源装置４０は、発電部１０と蓄電部２０と出力制御回路３０とを備えている。蓄電部２０と出力制御回路３０とは起動制御回路４５を構成する。
　発電部１０は、互いに直列に接続された２枚の色素増感太陽電池モジュールからなる。図２は、本実施形態における色素増感太陽電池モジュールの一構成例を示す断面図である。１枚の太陽電池モジュールは、互いに直列に接続された５個の単セルを含み、発電部１０は、１０個の単セルを電気的に直列に接続した構成となっている。各単セルは、色素増感太陽電池セルであって透明な絶縁基板１１０上に設けられており、図２に示すように、絶縁基板１１０に形成された透明電極膜１１２の上に、色素を吸収させた金属酸化物半導体としての酸化チタンの層（以下「色素／酸化チタン層」という）１２１、および、電解質を含浸させた多孔性絶縁層（以下「電解質／多孔性絶縁層」という）１２２を順に積層し、その電解質／多孔性絶縁層１２２の上に別の電極膜１１３が形成された構成となっている。色素／酸化チタン層１２１および電解質／多孔性絶縁層１２２の側面には封止層１１４が形成され、各単セルは封止層１１４によって隣接の単セルと区切られている。また、各単セルの透明電極膜１１２，電極膜１１３のうち絶縁基板１１０上に形成された透明電極膜１１２は、封止層１１４に沿って形成された透明電極膜によって、隣接の単セルの電解質／多孔性絶縁層１２２上に形成された電極膜１１３と電気的に接続されている。これにより、１つの太陽電池モジュールを構成する５個の単セルは互いに直列に接続されている。さらに、このような構成の５個の単セルの上面はカバー材１１６で覆われている。
　なお、本実施形態における太陽電池モジュール１０の構造は、図２に示した構造に限定されるものではなく、単セルとしての色素増感太陽電池セルを複数個含みそれらが互いに電気的に直列に接続された構成であれば他の構造を有していてもよく他の材料を使用してもよい。
　発電部１０の出力端には蓄電部２０が接続されており、蓄電部２０は、発電部１０から出力される電力を受け取ることにより電気エネルギーを一時的に蓄える。本実施形態では、蓄電部２０は６個のタンタルコンデンサ（１個のタンタルコンデンサの容量は例えば１５００μＦ）を並列に接続した構成となっている（以下では説明の便宜上、並列に接続された６個のタンタルコンデンサを「コンデンサＣｓ」で表すものとする）。このような蓄電部２０のコンデンサＣｓの充放電により、太陽電池モジュールにおける照度変化による発電電力の増減や負荷としてのビーコン発信機５０での消費電力の増減が補償され、電源装置４０の出力電圧が安定化される。特に、負荷としてのビーコン発信機５０の起動時に要する電力の補完に蓄電部２０は有効である。なお、電源装置４０から電力を供給すべき負荷によっては蓄電部２０が不要である場合（例えば、太陽電池モジュールにおける照度変化による発電電力の増減が負荷への電力供給に直接的に反映されても問題がない場合等）も考えられる。このような場合には、蓄電部２０を設けずに、太陽電池モジュール１０の出力電圧Ｖｓｍがそのまま出力制御回路３０に与えられるようにしてもよい。
　なお、蓄電部２０は、上記構成に限定されず、発電部１０で生成される電力を一時期に蓄積できるものであれがよく、上記コンデンサＣｓに代えて、例えばリチウムポリマー電池等の２次電池を蓄電部２０として使用してもよい。また、２次電池に代えてコイン電池等の１次電池を使用してもよく、この場合には、電源装置４０を使用する過程で電池交換が必要になるが、コンデンサＣｓや２次電池を使用する場合と同様、ビーコン発信機５０の起動時に要する電力を適切に補完することができる。
　出力制御回路３０は、発電部１０からの出力電圧Ｖｓｍを蓄電部２０を介して受け取る。この出力電圧Ｖｓｍは、本実施形態では互いに直列に接続された２枚の太陽電池モジュールにより生成される電圧であるが、以下では、接続される太陽電池モジュールの枚数に拘わらず「モジュール電圧」という。出力制御回路３０は、このモジュール電圧Ｖｓｍを電源装置４０の負荷としてのビーコン発信機５０に電源電圧として供給するか否かを制御するための回路である。すなわち、出力制御回路３０は、電源装置４０から負荷としてのビーコン発信機への電力の供給／遮断を制御するための回路である。
　この出力制御回路３０は、ビーコン発信機５０への電力供給を停止している状態において、予め設定された第１電圧Ｖ１よりもモジュール電圧Ｖｓｍが高くなると、ビーコン発信機５０の電力供給を開始し、その後、当該第１電圧Ｖ１よりも低い電圧として予め設定され第２電圧Ｖ２よりもモジュール電圧Ｖｓｍが低くなると、ビーコン発信機５０への電力供給を遮断する。
　このために本実施形態では、出力制御回路３０は、図１に示すように、第１電圧Ｖ１を出力する第１定電圧源（これも符号“Ｖ１”で示すものとする）と、第２電圧Ｖ２を出力する第２定電圧源（これも符号“Ｖ２”で示すものとする）と、第１比較器３１と、第２比較器３２と、インバータ３３，３７と、ＲＳフリップフロップ３５と、開閉スイッチ３８とを備えている。第１比較器３１は、モジュール電圧Ｖｓｍを正入力端子に、第１電圧Ｖ１を負入力端子にそれぞれ与えられる。第１比較器３１の出力信号Ｓ１は、インバータ３３で論理反転され、反転セット信号ＳＢとしてＲＳフリップフロップ３５に入力される。第２比較器３２は、モジュール電圧Ｖｓｍを正入力端子に、第２電圧Ｖ２を負入力端子にそれぞれ与えられる。第２比較器３２の出力信号Ｓ２は、反転リセット信号ＲＢとしてＲＳフリップフロップ３５に入力される。ＲＳフリップフロップ３５は、２個のＮＡＮＤゲートを用いて構成されており、その入力信号ＳＢ，ＲＢとその出力信号ＱＢとが図３（Ａ）に示すような関係となるように動作する。ＲＳフリップフロップ３５の出力信号ＱＢは、インバータ３７で論理反転され、開閉制御信号Ｃｐｗとして開閉スイッチ３８に入力される。開閉スイッチ３８は、開閉制御信号Ｃｐｗがハイレベル（Ｈレベル）のときにオン状態となり、開閉制御信号Ｃｐｗがローレベル（Ｌレベル）のときにオフ状態となる。
　このような出力制御回路３０は、モジュール電圧Ｖｓｍと第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２との大小関係に応じて図３（Ｂ）に示すように動作する。したがって、モジュール電圧Ｖｓｍが、第２電圧Ｖ２よりも低い電圧から第１電圧Ｖ１よりも高い電圧まで変化した後、第２電圧Ｖ２よりも低い電圧まで変化する場合には、第１および第２比較器３１，３２の出力信号Ｓ１，Ｓ２、ＲＳフリップフロップ３５の入力信号ＳＢ，ＲＢおよび開閉制御信号Ｃｐｗは、図４に示すように変化する。その結果、開閉スイッチ３８は、モジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧Ｖ２よりも低い電圧から上昇して第１電圧に達した時点で、開閉スイッチ３８がオフ状態からオン状態へと変化し、モジュール電圧Ｖｓｍが第１電圧よりも高い電圧から低下して第２電圧に達するまではオン状態が維持され、モジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧Ｖ２に達した時点でオフ状態となる。
＜１．２　電源装置の基本動作＞
　図５は、本実施形態に係る電源装置４０の基本動作を説明するための図であり、発電部１０としての太陽電池モジュールに光が照射されている状態（以下「光ＯＮ状態」という）と光が照射されていない状態（以下「光ＯＦＦ状態」という）とが交互に繰り返される場合のモジュール電圧Ｖｓｍの時間的変化を示している。
　図５に示す例では、時刻ｔ１（＝５）までは光ＯＦＦ状態であり、時刻ｔ１から時刻ｔ４（＝１０）までは光ＯＮ状態、時刻ｔ４から時刻ｔ８（＝１５）までは光ＯＦＦ状態、時刻ｔ８から時刻ｔ９（＝２０）までは光ＯＮ状態、時刻ｔ９以降は光ＯＦＦ状態である。発電部としての太陽電池モジュール１０への光の照射がこのように変化すると、これに応じてモジュール電圧Ｖｓｍは以下のように変化する。
　時刻ｔ１までは、光ＯＦＦ状態であるので、出力制御回路３０における開閉スイッチ３８はＯＦＦ状態であり、負荷としてのビーコン発信機５０には電力が供給されない。
　時刻ｔ１～ｔ２の期間Ｔ１では、発電部１０の太陽電池モジュールが受光し発電することによって、蓄電部２０におけるコンデンサＣｓに電荷が蓄積される。その結果、出力制御回路３０の入力側電圧としてのモジュール電圧Ｖｓｍが上昇し、時刻ｔ２で第１電圧Ｖ１（例えば４．５Ｖ）に達する。これにより、時刻ｔ２において出力制御回路３０は、開閉スイッチ３８をオン状態とし、ビーコン発信機５０への電力供給を開始する。
　時刻ｔ２～ｔ３の期間Ｔ２では、発電部１０からビーコン発信機５０に電力が供給されるが、ビーコン発信機の５０の起動電力のために蓄電部２０のコンデンサＣｓに蓄積されている電荷が消費される。その結果、出力制御回路３０の入力側電圧としてのモジュール電圧Ｖｓｍが低下していく。
　時刻ｔ３～ｔ４の期間Ｔ３では、ビーコン発信機５０の定常消費電力と、発電部１０としての２枚の色素増感太陽電池モジュールによる発電電力とが均衡し、モジュール電圧Ｖｓｍが変化せず一定となる。
　時刻ｔ４～ｔ５の期間Ｔ４では、光ＯＦＦ状態であり、発電部１０としての各太陽電池モジュールが発電しない。その結果、蓄電部２０のコンデンサＣｓにおける蓄積電荷が消費されてモジュール電圧Ｖｓｍが低下し、時刻ｔ５においてモジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧Ｖ２に達する。これにより、時刻ｔ５において出力制御回路３０は、ビーコン発信機５０への電力供給を遮断する。
　時刻ｔ５～ｔ６の期間Ｔ５では、ビーコン発信機５０への電力供給の遮断により、ビーコン発信機５０で電力が消費されないので、モジュール電圧Ｖｓｍが瞬間的に上昇し、その後、低下していく。
　時刻ｔ６～ｔ７の期間Ｔ６では、出力制御回路３０内や太陽電池モジュール内での自己放電によって蓄電部２０のコンデンサＣｓにおける蓄積電荷が消費されるので、モジュール電圧Ｖｓｍが引き続き低下し、時刻ｔ７において、蓄電部２０のコンデンサＣｓにおける蓄積電荷が全て放電される。その結果、モジュール電圧Ｖｓｍは略０Ｖとなる。
　時刻ｔ７～ｔ８の期間Ｔ７では、光ＯＦＦ状態であるので、モジュール電圧Ｖｓｍは略０Ｖに維持される。時刻ｔ８において光ＯＮ状態となるので、発電部１０の太陽電池モジュールが発電を再開し、モジュール電圧Ｖｓｍは上昇を開始する。
＜１．３　出力制御回路における第１電圧および第２電圧の設定＞
　上記のように本実施形態では、発電部１０としての太陽電池モジュールによる発電によってモジュール電圧Ｖｓｍが上昇して第１電圧Ｖ１に達すると、出力制御回路３０からビーコン発信機５０（負荷）に電力供給が開始され、太陽電池モジュールによる発電の停止または発電量の低下によってモジュール電圧Ｖｓｍが低下して第２電圧Ｖ２に達すると、出力制御回路３０からビーコン発信機５０（負荷）への電力供給が遮断される（Ｖ１＞Ｖ２）。ここで、第１電圧Ｖ１は、電力を供給すべき負荷（本実施形態ではビーコン発信機５０）の特性や用途等に応じて決定される。一方、第２電圧Ｖ２については、発電部１０としての色素増感太陽電池モジュールに含まれる単セルの劣化を防止する観点から適切な値が設定される。以下、この第２電圧Ｖ２の設定につき説明する。
　図６（Ａ）は、平均的な色素増感太陽電池セル（単セル）の電流密度ｉと電圧（以下「単セル電圧」という）Ｖｃとの関係（以下「単セルの電流－電圧特性」または「単セルのｉ－Ｖ特性」という）を示し、図６（Ｂ）は、性能が低い色素増感太陽電池セルの電流密度ｉと単セル電圧Ｖｃとの関係（単セルのｉ－Ｖ特性）を示している。太陽電池モジュールを構成する複数個（本実施形態では５個）の単セルに性能が低い単セルが含まれていると、モジュール電圧Ｖｓｍが或る値よりも低いときに、その性能の低い単セルに負の電圧（電池の起電力とは逆方向の電圧）が加わる。すなわち、その性能の低い単セルに対する逆バイアスが発生する。これは以下の理由による。
　図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示される“ｉａ”は、モジュール電圧Ｖｓｍが上記或る値よりも低い値（以下「過小電圧値」という）であるときに太陽電池モジュールに流れる電流を示している（以下この電流ｉａを「過小電圧時電流ｉａ」という）。太陽電池モジュールに含まれる複数個の単セルは互いに直列に接続されているので、太陽電池モジュールに過小電圧時電流ｉａが流れる場合には、その太陽電池モジュールおける各単セルにもその過小電圧時電流ｉａが流れる。図６（Ａ）に示すように、平均的な性能の単セルに過小電圧時電流ｉａが流れる場合の単セル電圧（図６（Ａ）に示す動作点ＯＰａに対応する単セル電圧）Ｖａが正電圧であっても、性能が低い単セルに同じ過小電圧時電流ｉａが流れると、そのときの単セル電圧Ｖｂ（動作点ＯＰｂに対応する単セル電圧Ｖｂ）は、図６（Ｂ）に示すように負電圧となる。
　色素増感太陽電池モジュールにおいて、このように負電圧が加わる単セルでは、色素脱離等を伴う劣化が引き起こされる。そこで、モジュール電圧Ｖｓｍが低下するときにビーコン発信機５０（負荷）への電力供給を遮断する電圧である第２電圧Ｖ２を、このような負電圧印加（逆バイアス）による単セルの劣化によって太陽電池モジュールとしての性能が劣化しないように設定すべきである。以下、本実施形態における第２電圧Ｖ２の具体的な設定について説明する。
＜１．４　第２電圧の設定のための測定＞
　本願発明者は、上記観点から適切な第２電圧Ｖ２の設定方法を見いだすために、次のような測定を行った。すなわち本測定では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源としたソーラシミュレータで、図１に示すようにビーコン発信機５０を負荷として本実施形態における発電部１０の太陽電池モジュールに光を照射し、その照度が３０００ｌｘとなるようにＬＥＤの発光強度を調整した。このような評価環境の下で、上記実施形態における構成において第２電圧Ｖ２を１．５Ｖ，１．２Ｖ，２．５Ｖにそれぞれ設定したものをそれぞれ実施例１、実施例２、実施例３とし、これらの実施例における電源装置４０の最大出力を測定し、次式で定義される性能保持率Ａを測定結果として求めた。
　　Ａ＝１００×Ｐ２／Ｐ１　…（１）
ここで、Ｐ１はその測定前の最大出力であり、Ｐ２は測定開始から６ヶ月後の最大出力である。なお、本実施形態において使用されるビーコン発信機５０は特に限定されないが、本測定では、ＢＬＥ（Bluetooth(登録商標) Low Energy）規格に準拠した、ブレイブリッジ（Braveridge）社（所在地：日本国福岡県福岡市西区周船寺３－２７－２）で製造されたビーコン発信機を使用した（後述の他の実施形態についての測定においても同様）。
　上記のような測定により図７に示すような結果が得られた。図７では、本実施形態の構成において第２電圧Ｖ２を１．０Ｖに設定したものを比較例とし、この比較例についての測定結果も共に示されている。図７に示されるように、第２電圧Ｖ２を１．５Ｖ，１．２Ｖ，２．５Ｖにそれぞれ設定した実施例１、実施例２、実施例３では、性能保持率Ａは、それぞれ９８％、９７％、９９％であり、発電部１０の太陽電池モジュールはほとんど劣化していない。これに対し、第２電圧Ｖ２を１．０Ｖに設定した比較例１では、性能保持率Ａは８５％であり、発電部１０としての太陽電池モジュールの劣化が観察された。
　図７に示される測定結果からわかるように、本実施形態では、第２電圧Ｖ２を１．２Ｖ以上の値に設定すれば、実用上は十分な性能保持率が得られる。既述のように本実施形態では、発電部１０は２枚の太陽電池モジュールからなり、互いに直列に接続された５個の単セルによって１枚の太陽電池モジュールが構成されるので、発電部１０において直列に接続される単セルの個数（以下「直列数」という）Ｎは１０である。したがって、より一般的には、第２電圧Ｖ２［Ｖ］を次式で示される値に設定すれば、実用上は十分な性能保持率が得られる。
　　Ｖ２≧０．１２×Ｎ［Ｖ］　…（２）
ただし、Ｖ２＜Ｖ１であり、負荷としてのビーコン発信機５０への電力供給の遮断はできるだけ回避すべきであるので、第２電圧Ｖ２は、上記式（２）を満たす範囲で小さな値に設定するのが好ましい。
＜１．５　動作例＞
　本実施形態における発電部１０は２枚の色素増感太陽電池モジュールからなる。図８は、このような発電部１０の各太陽電池モジュールを流れる電流の密度ｉ（＝各単セルを流れる電流の密度）と発電部１０の出力電圧であるモジュール電圧Ｖｓｍと関係（以下「発電部の電流－電圧特性」または「太陽電池モジュールの電流－電圧特性」または「太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性」という）を示している。本実施形態では、このような太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性に対し、第１電圧Ｖ１として例えば４．５Ｖが、第２電圧Ｖ２として例えば１．２Ｖがそれぞれ設定されている。
　図９は、このような構成の本実施形態に係る電源装置の実際の動作例を説明するための図であり、モジュール電圧Ｖｓｍが照度環境の変化に伴って変化する様子を示している。
　図９に示す動作例では、時刻ｔ＝０において、モジュール電圧Ｖｓｍは略０Ｖであり、負荷としてのビーコン発信機５０に電力が供給されていない状態（以下「Ｂ－ＯＦＦ状態」という）となっている。その後、発電部１０の各太陽電池モジュールに光が照射されて十分な照度が得られている状態（以下「十分な照度状態」という）になると、モジュール電圧Ｖｓｍが上昇し、第１電圧Ｖ１に達した時点で、電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が開始される（以下、電源装置４０からビーコン発信機５０に電力が供給されている状態を「Ｂ－ＯＮ状態」という）。その後、ビーコン発信機５０の定常消費電力と発電部１０における発電電力とが均衡し、モジュール電圧Ｖｓｍが変化せず一定となる。
　その後、人影等によって各太陽電池モジュールにおける照度が低下した状態（以下「低い照度状態」という）になると、Ｂ－ＯＮ状態で発電部１０における発電電力が減少するので、モジュール電圧Ｖｓｍが低下していく。モジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧Ｖ２まで低下すると、電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が遮断されてＢ－ＯＦＦ状態となる。その結果、モジュール電圧Ｖｓｍが上昇を開始する。モジュール電圧Ｖｓｍが第１電圧Ｖ１まで上昇すると、電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が開始されてＢ－ＯＮ状態となり、この電力供給に応じてモジュール電圧Ｖｓｍが低下していく。モジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧Ｖ２まで低下すると、電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が遮断されてＢ－ＯＦＦ状態となる。このようにして低い照度状態である間、モジュール電圧Ｖｓｍは第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の間で上昇と下降を交互に繰り返し、それに応じてＢ－ＯＦＦ状態とＢ－ＯＮ状態とが交互に繰り返される。
　その後、十分な照度状態になると、ビーコン発信機５０の定常消費電力と発電部１０における発電電力とが均衡した状態へと移行し、モジュール電圧Ｖｓｍが変化せず一定となる。
＜１．６　効果＞
　上記の動作からわかるように、本実施形態によれば、人影等で照度が低下し、発電部１０の太陽電池モジュールによる発電電力がビーコン発信機５０による消費電力よりも少なくなることによってモジュール電圧Ｖｓｍが低下するときには、モジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧まで低下した時点で電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が遮断される。このため、発電部１０の太陽電池モジュールにおける性能の低い単セルへの負電圧の印加（図６（Ｂ））が抑制される。これにより、太陽電池モジュールの劣化を防止することができ、高い性能保持率（長い性能保持時間）を得ることができる（図７参照）。なおビーコン発信機は、自動車等の移動体や携帯電話等の利用者が現在位置を知ることができるように位置確認のための電波を発信するものであり、間欠的な動作であっても位置情報を提供することができる。
＜２．第２の実施形態＞
＜２．１　全体構成および動作＞
　図１０は、第２の実施形態に係る電源装置とその負荷としてのビーコン発信機５０とを備える通信装置の構成を示す図である。本実施形態に係る電源装置４０は、上記第１の実施形態と同様（図１参照）、色素増感太陽電池セルを用いた発電部１０と、コンデンサＣｓにより実現される蓄電部２０と、出力制御回路３０とを備えている。蓄電部２０と出力制御回路３０とは起動制御回路４５を構成する。発電部１０として２枚の太陽電池モジュールが使用されている上記第１の実施形態とは異なり、本実施形態における発電部１０で使用される太陽電池モジュールは１枚のみである。この太陽電池モジュールは、第１の実施形態と同様、互いに直列に接続された５個の色素増感太陽電池セル（単セル）で構成されている。このような構成では、発電部１０から出力されるモジュール電圧Ｖｓｍは、上記第１の実施形態におけるモジュール電圧Ｖｓｍの略１／２となる。このため本実施形態に係る電源装置４０では、発電部１０から蓄電部２０および出力制御回路３０を介して出力されるモジュール電圧Ｖｓｍのレベルをビーコン発信機５０の動作に必要な電圧レベルに昇圧するための昇圧コンバータ４７を備えている。本実施形態における他の構成は上記第１の実施形態と同様であるので、同一または対応する部分に同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
　なお本実施形態では、発電部１０の太陽電池モジュールの枚数を２枚から１枚に減らしているので、ビーコン発信機５０の動作によって太陽電池モジュールに加わる負荷が大きくなっている。すなわち、上記第１の実施形態に比べ、逆バイアスとなる単セル（負電圧が印加される単セル）が生じやすくなっている。
　本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、モジュール電圧Ｖｓｍが上昇して第１電圧Ｖ１に達すると電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が開始され、その後、モジュール電圧Ｖｓｍが低下して第２電圧Ｖ２に達すると電源装置４０からビーコン発信機５０への電力供給が遮断される。しかし本実施形態では、発電部１０で使用されている太陽電池モジュールは１枚のみであって直列数Ｎ＝５であることから、出力制御回路３０において第１電圧Ｖ１が２．３Ｖに設定され、第２電圧Ｖ２が上記式（２）より０．６Ｖに設定されている。昇圧コンバータ４７は、このような第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２の設定に対し出力電圧Ｖｏｕｔが３．０Ｖとなるように構成されている。
　本実施形態に係る電源装置４０の動作は、モジュール電圧Ｖｓｍの値が異なるものの、昇圧コンバータ４７の動作を除き基本的には上記第１の実施形態と同様であるので、詳しい説明を省略する（図４、図５、図９参照）。
＜２．２　第２電圧の設定＞
　以下、本実施形態における第２電圧Ｖ２の設定方法について説明する。
　図１１は、本実施形態における発電部１０を構成する太陽電池モジュールの電気的構成を模式的に示す図である。図１１に示すように、発電部１０としての太陽電池モジュールに含まれる５個の単セル（色素増感太陽電池セル）ＵＣ１～ＵＣ５は直列に接続されている。このため、発電部１０から出力される電流Ｉは、各単セルＵＣｉを流れる電流と同一であり、発電部１０の出力電圧としてのモジュール電圧Ｖｓｍは、各単セルＵＣｉの電圧である単セル電圧Ｖｃｉの和である（ｉ＝１～５）。すなわち、
　　Ｖｓｍ＝Ｖｃ１＋Ｖｃ２＋Ｖｃ３＋Ｖｃ４＋Ｖｃ５　…（３）
である。したがって、各単セルＵＣｉのｉ－Ｖ特性が図１２（Ａ）に示すような特性である場合、発電部１０としての太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性は、図１２（Ｂ）に示すような特性となる。この発電部１０から負荷（本実施形態ではビーコン発信機）に電力が供給されるときのモジュール電圧Ｖｓｍの値によって図１２（Ｂ）に示すｉ－Ｖ特性における動作点ＯＰが決まり、この動作点ＯＰに対応する電流が負荷に流れる。
　図１３（Ａ）は、太陽電池モジュールを構成する単セルＵＣ１～ＵＣ５のうちいずれか１つの性能が低い場合（この例では単セルＵＣ３の性能が低い）の各単セルＵＣｉのｉ－Ｖ特性を示しており、このとき発電部１０としての太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性は、図１３（Ｂ）に示すような階段状の特性となる。なお、太陽電池モジュールに含まれる単セルＵＣ１～ＵＣ５のうち性能の低い単セルがいずれであっても、性能の低い単セルが１個含まれている場合、太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性は、図１３（Ｂ）に示すような特性となる。ただし、図１３（Ｂ）に示される特性曲線は、性能の低い単セルを含む太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性の特徴が分かり易いように階段形状が強調されたものとなっている。ここで、太陽電池モジュールを構成する単セルＵＣ１～ＵＣ５における照度が不均一になった場合、太陽電池モジュールを構成する１以上の単セルが十分な電流を出力できない問題が生じ得る。
　図１３（Ｂ）のｉ－Ｖ特性を有する太陽電池モジュールで構成される発電部１０が、図１３（Ｂ）に示される動作点ＯＰで動作する場合、その動作点ＯＰに対応する電流（以下「動作電流Ｉａ」という）が各単セルＵＣｉに流れる（ｉ＝１～５）。既述の図６（Ａ）、図６（Ｂ）からわかるように、同一の動作電流Ｉａが流れても、動作点ＯＰに対応するモジュール電圧Ｖｓｍが低い場合には、太陽電池モジュールにおける単セルＵＣ１～ＵＣ５のうち性能の低い単セルＵＣ３のみが逆バイアスとなる。この性能の低い単セルＵＣ３は、逆バイアスの状態が継続すると劣化するので、これを抑制するように第２電圧Ｖ２が設定される。
　図１４は、このような本実施形態における第２電圧Ｖ２の設定を説明するために、図１３（Ｂ）に示す太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性をより詳細に示したものである。図１４に示されるように、性能の低い１個の単セルを含む太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性（を示す曲線）には、少なくとも２つの変曲点Ｐｉｆ１，Ｐｉｆ２が存在する。変曲点Ｐｉｆ１に対応するモジュール電圧Ｖｓｍ＝Ｖｉｆ１は、変曲点Ｐｉｆ２に対応するモジュール電圧Ｖｓｍ＝Ｖｉｆ２よりも高いものとする（Ｖｉｆ１＞Ｖｉｆ２）。ここで、既述の図６（Ｂ）および図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）を考慮すると、性能の低い単セルへの逆バイアスを防止可能な最も低い電圧は、モジュール電圧Ｖｉｆ２よりも高い。したがって、太陽電池モジュールにおける性能の低い単セルの劣化を抑制するために、第２電圧Ｖ２を、変曲点Ｐｉｆ２に対応するモジュール電圧Ｖｉｆ２の近傍の値であって当該電圧Ｖｉｆ２よりも高い値に設定すべきである。すなわち第２電圧Ｖ２を、太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性の変曲点に対応するモジュール電圧のうち２番目に高いモジュール電圧Ｖｉｆ２の近傍の値であって当該電圧Ｖｉｆ２よりも高い値に設定すべきである。なお、本実施形態のように発電部１０として色素増感太陽電池モジュールが使用される場合、このような第２電圧Ｖ２の設定は、既述の式（２）に対応するものと考えられる。
＜２．３　太陽電池モジュールの評価のための測定＞
　次に、第１電圧Ｖ１として２．３Ｖが第２電圧Ｖ２として０．６Ｖがそれぞれ設定された本実施形態に係る電源装置４０において、発電部１０を構成する太陽電池モジュールが個体として異なるもの（以下これらを「実施例４」～「実施例１０」という）につき、ＬＥＤ式ライトを用いて電源装置４０の最大出力を測定し、既述の式（１）で定義される性能保持率Ａを測定結果として求めた。これらの測定では、それぞれの太陽電池モジュールにおいて約５０００ｌｘの照度が得られるようにＬＥＤ式ライトによる５分間の点灯と５分間の消灯とを交互に繰り返した。
　図１５（Ａ）は、本測定の対象とした実施例４における太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性および当該ｉ－Ｖ特性の微分特性を示し、図１５（Ｂ）は、本測定の対象とした実施例５における太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性および当該ｉ－Ｖ特性の微分特性を示し、図１５（Ｃ）は、本測定の対象とした比較例における太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性および当該ｉ－Ｖ特性の微分特性を示している。ここで、「ｉ－Ｖ特性の微分特性」とは、モジュール電圧Ｖｓｍと太陽電池モジュールを流れる電流の密度ｉのモジュール電圧による微分値ｄｉ／ｄＶとの関係を示す特性をいう。すなわち、ｉ－Ｖ特性の微分特性は、当該ｉ－Ｖ特性を示す曲線の傾き（ｄｉ／ｄＶ）のモジュール電圧Ｖｓｍによる変化を示している。以下では、ｉ－Ｖ特性の微分特性を「ｉ－Ｖ微分特性」ともいう。なお、図１５（Ａ）～（Ｃ）に示すｉ－Ｖ微分特性には、第１電圧Ｖ１＝２．３Ｖや第２電圧Ｖ２＝０．６Ｖに比べて十分に小さい電圧間隔で変化する高周波成分が含まれるが、以下ではこのような高周波成分を無視するものとする。
　具体的な「ｉ－Ｖ特性」の微分特性の算出方法は下記の通りである。
　はじめに、モジュール電圧Ｖｓｍを－０．１Ｖから３．９Ｖまで０．００５Ｖ間隔で変化させた時の電流密度ｉを計測し、ｉ－Ｖ特性を求める。次に、微分特性を求める際には、計測された電流密度ｉの計測誤差により発生するノイズを低減するために、所定のモジュール電圧Ｖｓｍにおける微分値ｄｉ／ｄＶの算出には、当該モジュール電圧Ｖｓｍの前後５点の電流密度ｉの平均値を用いる。この点につき、一例として、Ｖｓｍが１．０００Ｖのときの微分値ｄｉ／ｄＶの算出方法について具体的に説明する。
　まず、モジュール電圧Ｖｓｍが０．９９５Ｖであるときの電流密度ｉの平均値（０．９９５Ｖにおける平均電流密度）として、モジュール電圧Ｖｓｍが０．９７５Ｖ、０．９８０Ｖ、０．９８５Ｖ、０．９９０Ｖ、０．９９５Ｖ、１．０００Ｖ、１．００５Ｖ、１．０１０Ｖ、１．０１５Ｖのときの電流密度ｉを示す９個の値の平均値を求め、同様にして、モジュール電圧Ｖｓｍが１．０００Ｖであるときの電流密度ｉの平均値（１．０００Ｖにおける平均電流密度）を求める。次に、求めた「１．０００Ｖにおける平均電流密度」から「０．９９５Ｖにおける平均電流密度」を差し引くことにより電流密度差分Δｉを求め、この電流密度差分Δｉを１．０００Ｖと０．９９５Ｖとの電圧差分ΔＶである０．００５Ｖで除算することによって、微分値ｄｉ／ｄＶを算出する。
　図１５（Ａ）～（Ｃ）において、矢印は、それぞれのｉ－Ｖ微分特性におけるピークのうちピーク値の絶対値が最大となるピークを指している。以下、このピークを「最大微分ピーク」といい、この最大微分ピークに対応するモジュール電圧Ｖｓｍを「ピーク電圧Ｖｍａｘ」といい、この最大微分ピークにおける微分値ｄｉ／ｄＶを「最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘ」という。ここで「ピーク」とは、ｉ－Ｖ微分特性においてｄｉ／ｄＶが極大または極小となる点をいい、「ピーク値」とは、ｉ－Ｖ微分特性における極大値または極小値をいう。図１５（Ａ）～（Ｃ）に示すｉ－Ｖ微分特性における最大微分ピークは、当該ｉ－Ｖ特性における変曲点のうち対応するモジュール電圧Ｖｓｍが２番目に大きい変曲点に対応している（図１４に示すｉ－Ｖ特性における変曲点Ｐｉｆ２参照）。
　図１６は、本実施形態についての上記測定の結果を示す図である。図１６において、Ｎは、発電部１０における直列数すなわち発電部１０において互いに直列に接続されている単セルの個数であり、“Ｖｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ”における“（Ｎ－３）／Ｎ”は、太陽電池モジュールに性能の低い単セルが含まれることによる逆バイアスの影響を考慮するための比率である。なお本実施形態ではＮ＝５である。
　図１６に示す測定結果より以下の知見が得られる。
（知見１）実施例４～１０の測定結果より、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下のときに性能保持率Ａは９３％以上である。一方、比較例２～６の測定結果より、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が９．７×１０-3以上のときに性能保持率Ａは８９％以下である。したがって、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であれば、色素増感太陽電池モジュールの劣化を抑制することができる。
（知見２）実施例５～９の測定結果より、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下で、かつ、ピーク電圧Ｖｍａｘが“Ｖｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ”以上であるときに、性能保持率Ａは９６％以上である。したがって、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下で、かつ、ピーク電圧Ｖｍａｘが“Ｖｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ”以上であるときに、色素増感太陽電池モジュールの劣化を更に抑制することができる。
　上記知見を実際に利用するには、例えば、製造された太陽電池モジュールの中から上記（知見１）、（知見２）に示される条件を満たす太陽電池モジュールを選択して発電部１０で使用するのが好ましい。
＜２．４　効果＞
　上記のような本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様、発電部１０としての太陽電池モジュールにおける照度の低下によりモジュール電圧Ｖｓｍが第２電圧Ｖ２まで低下すると、電源装置４０から負荷としてのビーコン発信機５０への電力供給が遮断される。本実施形態では、この第２電圧Ｖ２は、太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性の変曲点に対応するモジュール電圧のうち２番目に高いモジュール電圧Ｖｉｆ２よりも高い値に設定されている（図１４参照）。これにより、太陽電池モジュールに含まれる性能の低い単セルへの逆バイアスを抑えることで太陽電池モジュールの劣化をより確実に抑制し、高い性能保持率を得ることができる。
　また本実施形態において、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下である色素増感太陽電池モジュールを発電部１０で使用することにより、その色素増感太陽電池モジュールにおける劣化を抑制することができる。さらに、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下で、かつ、ピーク電圧Ｖｍａｘが“Ｖｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ”以上である色素増感太陽電池モジュールを発電部１０で使用することにより、その色素増感太陽電池モジュールにおける劣化を更に抑制することができる。
＜３．第３の実施形態＞
＜３．１　全体構成および動作＞
　図１７は、第３の実施形態に係る電源装置とその負荷としてのビーコン発信機５０とを備える通信装置の構成を示す図である。本実施形態に係る電源装置４０は、上記第２の実施形態と同様（図１参照）、色素増感太陽電池セルを用いた発電部１０と、コンデンサＣｓにより実現される蓄電部２０と、出力制御回路３０とを備えている。蓄電部２０と出力制御回路３０とは起動制御回路４５を構成する。発電部１０として１枚の太陽電池モジュールが使用されていた上記第２の実施形態とは異なり、本実施形態における発電部１０で使用される太陽電池モジュールの枚数（以下「使用モジュール数」という）は１枚から３枚の範囲で変更可能となっている。これに対応して本実施形態に係る電源装置４０は、上記第２の実施形態における昇圧コンバータ４７に代えて昇降圧コンバータ４８を備えている。なお使用モジュール数は、本実施形態では１枚から３枚の範囲であるが、４枚以上であってもよい。
　本実施形態では、使用モジュール数が１枚である場合（直列数Ｎ＝５の場合）には、第１電圧Ｖ１が２．３Ｖに設定されると共に第２電圧Ｖ２が上記式（２）より０．６Ｖに設定され、使用モジュール数が２枚である場合（直列数Ｎ＝１０の場合）には、第１電圧Ｖ１が４．５Ｖに設定されると共に第２電圧Ｖ２が上記式（２）より１．２Ｖに設定され、使用モジュール数が３枚である場合（直列数Ｎ＝１５の場合）には、第１電圧Ｖ１が７．０Ｖに設定されると共に第２電圧Ｖ２が上記式（２）を考慮して２．０Ｖに設定される。また昇降圧コンバータ４８は、このような使用モジュール数による第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２の設定値の相違に対応可能に構成されており、使用モジュール数に拘わらず、３．０Ｖの電圧Ｖｏｕｔを出力してビーコン発信機５０に与える。
　本実施形態に係る電源装置４０の動作は、モジュール電圧Ｖｓｍの値が異なるものの、昇降圧コンバータ４８の動作を除き基本的には上記第１の実施形態と同様であるので、詳しい説明を省略する（図４、図５、図９参照）。
＜３．２　太陽電池モジュールの評価のための測定＞
　次に、第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２が使用モジュール数に応じて上記のように設定された本実施形態に係る電源装置４０において、使用モジュール数が１枚（Ｎ＝５）で、使用される太陽電池モジュールが個体として異なるものを、上記第２の実施形態における実施例５～９と同一とし、使用モジュール数が２枚（Ｎ＝１０）で、使用される太陽電池モジュールが個体として異なるものを実施例１１，１２とし、使用モジュール数が３枚（Ｎ＝１５）で、使用される太陽電池モジュールが個体として異なるものを実施例１３，１４として、上記第２の実施形態における測定と同じ照射条件の下で本実施形態に係る電源装置４０の最大出力を測定し、既述の式（１）で定義される性能保持率Ａを測定結果として求めた（ただし、実施例５～９については上記第２の実施形態と測定条件が同一であるので再度の測定を行わず、上記第２の実施形態における測定結果を流用している）。
　図１８（Ａ）は、使用モジュール数が１枚（Ｎ＝５）の場合（具体的には実施例５）における発電部１０のｉ－Ｖ微分特性を示し、図１８（Ｂ）は、使用モジュール数が２枚（Ｎ＝１０）の場合における発電部１０のｉ－Ｖ微分特性を示し、図１８（Ｃ）は、使用モジュール数が３枚（Ｎ＝１５）の場合における発電部１０のｉ－Ｖ微分特性を示している。図１８（Ａ）～（Ｃ）において、矢印は、それぞれのｉ－Ｖ微分特性における最大微分ピークを指している。なお、発電部１０として使用される太陽電池モジュールにおける単セルは全て同等のｉ－Ｖ特性を有しているべきであり、実際の電源装置４０では、発電部１０として使用される太陽電池モジュールの単セルは、ほぼ均一な性能を得ようとするなかで、異物混入などによりこれらの単セルの１個程度には低い性能が認められる。図１８（Ａ）～（Ｃ）に示されるｉ－Ｖ微分特性から本願発明者は、このことを前提とすると、ピーク電圧Ｖｍａｘと発電部１０の開放電圧Ｖｏｃとの間には所定の相関関係が存在することを見いだした。
　図１９は、本実施形態における実施例５～９，１１～１４についての上記測定の結果を示す図である。図１９において、Ｎは発電部１０における直列数あり、Ｎ＝５，１０，１５は、それぞれ、使用モジュール数が１枚，２枚，３枚であることに対応する。上記相関関係は、図１９に示される開放電圧ＶｏｃとＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎとの関係に現れている。すなわち、第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２（特に第２電圧Ｖ２）が適切に設定されているものとすると、ピーク電圧ＶｍａｘがＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎより大きい場合には性能保持率Ａが９５％以上であって十分に高い。これは、この場合には発電部１０としての太陽電池モジュールに含まれる単セルのうち性能の低い単セルは１個のみであることに対応すると考えられる。また、この場合に該当する実施例５～９，１１～１４は、いずれも、上記第２の実施形態における測定結果（図１６）から得られる必要条件の１つ、すなわち“最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下である”という条件を満たしている。一方、上記第２の実施形態における測定結果（図１６）のうち実施例４および実施例１０については、最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であるが、ピーク電圧ＶｍａｘはＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎよりも小さい。これは、発電部１０としての太陽電池モジュールに含まれる単セルのうち性能の低い単セルは２個以上であるか、１個であっても性能低下の程度が大きいことに対応するものと考えられる。
　上記知見を実際に利用するには、例えば、発電部１０に使用すべき１枚の太陽電池モジュールまたは互いに直列に接続された複数枚の太陽電池モジュールにつき、“最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下である”という条件と共に、“ピーク電圧ＶｍａｘがＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎよりも大きい”という条件を満たすか否かを判定し、両条件を満たさない場合には、使用すべき１枚または複数枚の太陽電池モジュールのうちの少なくとも１枚は不良品として交換することが考えられる。
＜３．３　効果＞
　上記のような本実施形態によれば、発電部１０として複数枚の太陽電池モジュールを使用する場合であっても、“最大微分ピーク値（ｄｉ／ｄＶ）ｍａｘの絶対値が６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下である”という条件を満たすと共に“ピーク電圧ＶｍａｘがＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎよりも大きい”という条件を満たす構成とすることにより、上記第２の実施形態と同様、発電部１０としての色素増感太陽電池モジュールの劣化を十分に抑制し、高い性能保持率を実現することができる。
＜４．応用例＞
　次に、本開示に係る電源装置を備えた通信装置の応用例として、当該通信装置を組み込んだ看板装置について説明する。
＜４．１　第１の看板装置＞
　図２０は、本開示に係る電源装置を備えた通信装置の応用例としての第１の看板装置の構成を示しており、図２０（Ａ）はこの看板装置の内部を示す平面図であり、図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。本看板装置は、内照式の看板装置であって、底面板２０１と側面フレーム２０３と光拡散材料からなる上面板としての表示板２０５とから構成される扁平な直方体状の筐体を有し、底面板２０１には光源としてのＬＥＤ２１０の列が複数（本実施形態では４列）配置されている。なお、これらのＬＥＤ２１０の駆動回路および電源回路ならびにそれらの間の配線は図示を省略している。
　また、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に示すように、本看板装置は、底面板２０１におけるＬＥＤ２１０の列間に取り付けられた発電部としての３個の色素増感太陽電池モジュール２２０と、それらの太陽電池モジュール２２０に電気的に接続された起動制御回路４５と、ビーコン発信機５０とを備えており、起動制御回路４５とビーコン発信機５０との間には必要に応じて昇圧コンバータまたは昇降圧コンバータが設けられる（図１０、図１７参照）。図２０（Ａ）に示す起動制御回路４５は、図１に示した蓄電部２０および出力制御回路３０からなる起動制御回路４５と同様の構成を有している。このようにして、本看板装置は、上記各実施形態に係る電源装置４０のいずれかとビーコン発信機５０とを備えた通信装置を内蔵する構成となっている。
　本看板装置において、発電部１０としての太陽電池モジュール２２０から出力される電力は起動制御回路４５を介してビーコン発信機５０に与えられ、この電力によってビーコン発信機５０が動作する。起動制御回路４５における出力制御回路は、既述のように、第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２に基づきモジュール電圧Ｖｓｍに応じてビーコン発信機５０への電力供給の開始／遮断を制御する。これにより、上記各実施形態と同様、太陽電池モジュールに性能の低い単セルが含まれていることによる当該太陽電池モジュール２２０の劣化が抑制される。
　このような看板装置では、太陽電池モジュール２２０はＬＥＤ２１０からの光を直接または間接に受光可能に配置されているが、太陽電池モジュール２２０に含まれる各単セルと光源としてのＬＥＤ２１０との位置関係は単セルによって異なり、その結果、太陽電池モジュール２２０における照度は均一ではなく、単セルによって照度が異なる。このため、太陽電池モジュール２２０において互いに直列に接続された単セルに性能の低い単セルが含まれていない場合、すなわち全ての単セルが略同一の性能を有している場合であっても、照度の低い単セルのｉ－Ｖ特性が他の単セルのｉ－Ｖ特性よりも悪くなる。その結果、太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性は、性能の低い単セルが含まれている場合と同様、図１３（Ｂ）および図１４に示すような階段状の特性となる。しかし本看板装置では、上記各実施形態におけるように、第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２に基づきモジュール電圧Ｖｓｍに応じてビーコン発信機５０への電力供給の開始／遮断を制御されるので（図４、図９参照）、太陽電池モジュール２２０における照度が均一でないことに起因する当該太陽電池モジュールの劣化を抑制することができる。なお、ＬＥＤ２１０からの光を間接に受光可能とは、ＬＥＤ２１０の光が側面フレーム２０３や表示板２０５などの看板装置の内部で反射された反射光また散乱光を受光することができることである。
　したがって本看板装置によれば、それに内蔵されるビーコン発信機５０を長期間、良好に動作させることができる。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波が届かないような地下街等においても、本看板装置が設けられていれば、ＧＰＳ機能を有する携帯電話やスマートフォンの利用者は、本看板装置内のビーコン発信機５０から電波を携帯電話等で受信して現在位置を知ることができる。また、本看板装置によれば、看板装置の照明に利用される光源を有効活用し、本看板装置内のビーコン発信機５０を起動させるので、ビーコン発信機を起動するための別途の電源が不要になり、省エネルギー化に貢献する。さらに、ビーコン発信機５０を本看板装置内に設けることにより、地下街等において別途発信機、該発信機を起動するための電源及び配線を設ける必要がなくなり、省スペース化することができる。また、表示板２０５の内側に設けることで太陽電池モジュール２２０やビーコン発信機５０を隠すことができ、本看板装置のデザイン性（意匠性）や設置環境のデザイン（外観）を損なうこともなく、ビーコン発信機５０を設置することができる。
　なお、本看板装置に内蔵されたビーコン発信機５０の動作のための電力の生成には色素増感太陽電池モジュールが使用されており、その発電特性は照度に対する依存性が小さい。このため、本応用例のように看板装置内の光源からの光を利用する場合であっても、実用上は十分な電力を得ることができる。
＜４．２　第２の看板装置＞
　図２１は、本開示に係る電源装置を備えた通信装置の応用例としての第２の看板装置の構成を示しており、図２１（Ａ）はこの看板装置の内部を示す平面図であり、図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。本看板装置も、内照式の看板装置であって、底面板３０１と側面フレーム３０３と光拡散材料からなる上面板としての表示板３０５とから構成される扁平な直方体状の筐体を有し、底面板３０１には３本の蛍光灯３１０が間隔を開けて平行に配置されている。なお、これらの蛍光灯３１０の駆動回路および電源回路ならびにそれらの間の配線は図示を省略している。
　また、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に示すように、本看板装置は、底面板３０１における蛍光灯３１０の間に取り付けられた発電部としての２枚の色素増感太陽電池モジュール３２０と、それらの太陽電池モジュール３２０に電気的に接続された起動制御回路４５と、ビーコン発信機５０とを備えており、起動制御回路４５とビーコン発信機５０との間には必要に応じて昇圧コンバータまたは昇降圧コンバータが設けられる（図１０、図１７参照）。図２１（Ａ）に示す起動制御回路４５は、図１に示した蓄電部２０および出力制御回路３０からなる起動制御回路４５と同様の構成を有している。このようにして、本看板装置も、上記各実施形態に係る電源装置４０のいずれかとビーコン発信機５０とを備えた通信装置を内蔵する構成となっている。
　本看板装置においても、発電部１０としての太陽電池モジュール３２０から出力される電力は起動制御回路４５を介してビーコン発信機５０に与えられ、この電力によってビーコン発信機５０が動作する。起動制御回路４５における出力制御回路は、既述のように、第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２に基づきモジュール電圧Ｖｓｍに応じてビーコン発信機５０への電力供給の開始／遮断を制御する。これにより、上記各実施形態と同様、太陽電池モジュールに性能の低い単セルが含まれていることによる当該太陽電池モジュール３２０の劣化が抑制される。
　また本看板装置においても、太陽電池モジュール３２０は蛍光灯３１０からの光を直接または間接に受光可能に配置されているが、太陽電池モジュール３２０に含まれる各単セルと光源としての蛍光灯３１０との位置関係は単セルによって異なることから、単セルによって照度が異なる。このため、太陽電池モジュール３２０において互いに直列に接続された単セルに性能の低い単セルが含まれていない場合であっても、照度の低い単セルのｉ－Ｖ特性が他の単セルのｉ－Ｖ特性よりも悪くなる。その結果、太陽電池モジュールのｉ－Ｖ特性は、性能の低い単セルが含まれている場合と同様、図１３（Ｂ）および図１４に示すような階段状の特性となる。しかし本看板装置においても、上記各実施形態におけるように、第１および第２電圧Ｖ１，Ｖ２に基づきモジュール電圧Ｖｓｍに応じてビーコン発信機５０への電力供給の開始／遮断を制御されるので（図４、図９参照）、太陽電池モジュール３２０における照度が均一でないことに起因する当該太陽電池モジュールの劣化を抑制することができる。
　したがって本看板装置によれば、それに内蔵されるビーコン発信機５０を長期間、良好に動作させることができ、上記第１の看板装置と同様の効果が得られる。
＜５．変形例＞
　本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を施すことができる。
　例えば、上記各実施形態では、発電部１０として色素増感太陽電池モジュールが使用されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、色素増感太陽電池モジュール以外の他の太陽電池モジュールが使用される構成であっても、その太陽電池モジュールが互いに直列に接続された複数個の単セルで構成され、それら複数個の単セルの中に性能の低いセルが含まれ得る場合や、それら複数個の単セルの間で照度が異なり得る場合には、本発明の適用が可能である。具体的には、例えば図１４に示す第２電圧Ｖ２の設定手法（特性曲線の変曲点に基づく決定手法）や“ピーク電圧ＶｍａｘがＶｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎよりも大きい”という条件等に基づく劣化抑制の手法を、色素増感太陽電池モジュール以外の太陽電池モジュールが使用される場合においても利用することができる。
　また上記各実施形態では、太陽電池を用いた電源装置４０に負荷としてビーコン発信機５０が接続される構成となっているが（図１、図１０、図１７参照）、ビーコン発信機５０に代えて他の電子デバイスが負荷として電源装置４０に接続される場合にも本発明を適用することができる。
＜６．その他＞
　本願は、２０１６年２月２６日に出願された「太陽電池を用いた電源装置、それを備える通信装置等の電子装置、および看板装置」という名称の日本国特願２０１６－０３５８０５号に基づく優先権を主張する出願であり、この日本国出願の内容は引用することによって本願の中に含まれる。
１０　　　　　　…発電部（色素増感太陽電池モジュール）
２０　　　　　　…蓄電部（コンデンサ）
３０　　　　　　…出力制御回路
４０　　　　　　…電源装置
４５　　　　　　…起動制御回路
４７　　　　　　…昇圧コンバータ
４８　　　　　　…昇降圧コンバータ
５０　　　　　　…ビーコン発信機（負荷）
２１０　　　　　…ＬＥＤ（光源）
３１０　　　　　…蛍光灯（光源）
２２０，３２０　…太陽電池モジュール
Ｃｓ　　　　　　…コンデンサ
ＵＣｉ　　　　　…単セル（ｉ＝１～５）
Ｖｓｍ　　　　　…モジュール電圧
Ｖｏｃ　　　　　…開放電圧
Ｖｍａｘ　　　　…ピーク電圧
Ｐｉｆ１，Ｐｉｆ２　…ｉ－Ｖ特性の変曲点

Claims (14)

  1. 　太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置であって、
    　互いに直列に電気的に接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールと、
    　前記太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して予め決められた第１電圧Ｖ１に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力を負荷に供給し、前記太陽電池モジュールの出力電圧が低下して予め決められた第２電圧Ｖ２に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力の前記負荷への供給を遮断する出力制御回路と
    を備え、
    　前記第２電圧Ｖ２は、前記第１電圧Ｖ１よりも低く、前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性における変曲点に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧のうち２番目に高い出力電圧よりも高いことを特徴とする、電源装置。
  2. 　前記太陽電池モジュールと前記出力制御回路の間に設けられ前記太陽電池モジュールと並列に接続されたコンデンサを更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。
  3. 　前記複数の太陽電池セルは色素増感型であることを特徴とする、請求項１または２に記載の電源装置。
  4. 　前記第２電圧Ｖ２は下記の不等式を満たすことを特徴とする、請求項３に記載の電源装置：
    　　Ｖ２≧０．１２×Ｎ［Ｖ］
    　ここで、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている太陽電池セルの個数を示す。
  5. 　前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値として定義される最大微分ピーク絶対値は６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であることを特徴とする、請求項３または４に記載の電源装置。
  6. 　太陽電池によって生成される電力を負荷に供給する電源装置であって、
    　互いに直列に電気的に接続された複数の色素増感太陽電池セルを含む太陽電池モジュールと、
    　前記太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して予め決められた第１電圧Ｖ１に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力を負荷に供給し、前記太陽電池モジュールの出力電圧が低下して予め決められた第２電圧Ｖ２に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力の前記負荷への供給を遮断する出力制御回路と
    を備え、
    　前記第２電圧Ｖ２は、前記第１電圧Ｖ１よりも低く下記の不等式を満たすことを特徴とする電源装置：
    　　Ｖ２≧０．１２×Ｎ［Ｖ］
    　ここで、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている色素増感太陽電池セルの個数を示す。
  7. 　前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値として定義される最大微分ピーク絶対値は６．９×１０-3ｍＡ／（ｃｍ2・Ｖ）以下であることを特徴とする、請求項６に記載の電源装置。
  8. 　前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧として定義されるピーク電圧Ｖｍａｘは下記の不等式を満たすことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の電源装置：
    　　Ｖｍａｘ≧Ｖｏｃ×（Ｎ－３）／Ｎ
    　ここで、Ｖｏｃは前記太陽電池モジュールの開放電圧を示し、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている太陽電池セルの個数を示す。
  9. 　前記第２電圧Ｖ２は下記の不等式を満たすことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の電源装置：
    　　Ｖ２＞Ｖｍａｘ
    　ここで、Ｖｍａｘは、前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性の微分特性におけるピーク値の絶対値のうちの最大値に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧を示す。
  10. 　請求項１から９のいずれか１項に記載の電源装置と、
    　前記負荷として前記電源装置から電力供給を受ける電子デバイスと
    を備える、電子装置。
  11. 　前記電子デバイスはビーコン発信機であり、
    　前記電子装置は通信装置であることを特徴とする、請求項１０に記載の電子装置。
  12. 　表示板と当該表示板に光を照射する光源とを有する看板装置であって、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の電源装置と、
    　前記負荷として前記電源装置から電力供給を受けるビーコン発信機と
    を備え、
    　前記電源装置における前記太陽電池モジュールは、前記光源からの光を直接または間接に受光可能に配置されていることを特徴とする、看板装置。
  13. 　互いに直列に電気的に接続された複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを含む電源装置において、負荷への電力供給を制御するための出力制御方法であって、
    　　前記太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して予め決められた第１電圧Ｖ１に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力を負荷に供給するステップと、
    　　前記太陽電池モジュールの出力電圧が低下して予め決められた第２電圧Ｖ２に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力の前記負荷への供給を遮断するステップと
    を備え、
    　前記第２電圧Ｖ２は、前記第１電圧Ｖ１よりも低く、前記太陽電池モジュールの電流－電圧特性における変曲点に対応する前記太陽電池モジュールの出力電圧のうち２番目に高い出力電圧よりも高いことを特徴とする、出力制御方法。
  14. 　互いに直列に電気的に接続された複数の色素増感太陽電池セルを含む太陽電池モジュールを含む電源装置において、負荷への電力供給を制御するための出力制御方法であって、
    　　前記太陽電池モジュールの出力電圧が上昇して予め決められた第１電圧Ｖ１に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力を負荷に供給するステップと、
    　　前記太陽電池モジュールの出力電圧が低下して予め決められた第２電圧Ｖ２に達すると、前記太陽電池モジュールにより生成された電力の前記負荷への供給を遮断するステップと
    を備え、
    　前記第２電圧Ｖ２は、前記第１電圧Ｖ１よりも低く下記の不等式を満たすことを特徴とする出力制御方法：
    　　Ｖ２≧０．１２×Ｎ［Ｖ］
    　ここで、Ｎは、前記太陽電池モジュールにおいて互いに直列に接続されている色素増感太陽電池セルの個数を示す。
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