WO2022070800A1 - 太陽光発電装置 - Google Patents

太陽光発電装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022070800A1
WO2022070800A1 PCT/JP2021/032803 JP2021032803W WO2022070800A1 WO 2022070800 A1 WO2022070800 A1 WO 2022070800A1 JP 2021032803 W JP2021032803 W JP 2021032803W WO 2022070800 A1 WO2022070800 A1 WO 2022070800A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical element
power generation
optical waveguide
generation device
liquid crystal
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/032803
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
淳二 小橋
真一郎 岡
安 冨岡
浩之 吉田
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
国立大学法人大阪大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ジャパンディスプレイ, 国立大学法人大阪大学 filed Critical 株式会社ジャパンディスプレイ
Publication of WO2022070800A1 publication Critical patent/WO2022070800A1/ja
Priority to US18/193,726 priority Critical patent/US20230246590A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26—Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a photovoltaic power generation device.
  • An object of the present embodiment is to provide a photovoltaic power generation device capable of efficiently generating power.
  • the photovoltaic power generation device of this embodiment is It has an optical waveguide having a first main surface, a second main surface facing the first main surface, and a lower side surface located on the floor side, and a cholesteric liquid crystal facing the second main surface.
  • the optical element has a reflective surface inclined with respect to the interface between the optical waveguide and the optical element, and the angle of inclination of the reflective surface with respect to the interface is sharp toward the solar cell side. be.
  • the photovoltaic power generation device of this embodiment is An optical waveguide having a first main surface, a second main surface facing the first main surface, a lower side surface located on the floor side, and an upper side surface located on the ceiling side, and the second main surface.
  • the optical element group facing the lower side surface, the first solar cell facing the lower side surface and receiving the ultraviolet rays of the incident light to generate power, and the first solar cell facing the upper side surface and receiving the infrared rays of the incident light.
  • the optical element group includes a second solar cell for generating power, and the optical element group has a cholesteric liquid crystal having a first spiral pitch, and at least a part of incident light via the optical waveguide is reflected toward the optical waveguide.
  • the first optical element comprises a second optical element that reflects toward the wave portion, and the first optical element has a first reflection surface inclined with respect to a boundary surface between the optical waveguide portion and the optical element group.
  • the inclination angle of the first reflecting surface with respect to the boundary surface is sharp toward the first solar cell side
  • the second optical element has a second reflecting surface inclined with respect to the boundary surface, and the boundary surface.
  • the inclination angle of the second reflecting surface with respect to the second reflecting surface is sharp toward the second solar cell side.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the optical element 3.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the photovoltaic power generation device 100.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the optical element 3 according to the modified example 1.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the optical element 3 according to the modified example 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the photovoltaic power generation device 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the first configuration example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the optical element 3.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing how visible light V and infrared light I are transmitted in the first configuration example.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the second configuration example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the third configuration example.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the photovoltaic power generation device 100 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the fourth configuration example.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing how visible light V and ultraviolet light U are transmitted in the fourth configuration example.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the fifth configuration example.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the sixth configuration example.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the seventh configuration example.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the modified example.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing how visible light V is transmitted in the seventh configuration example.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing how the ultraviolet rays U are selectively reflected in the seventh configuration example.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the eighth configuration example.
  • FIG. 20A is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the modified example.
  • FIG. 20B is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the modified example.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the ninth configuration example.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the tenth configuration example.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other are described as necessary for facilitating understanding.
  • the direction along the Z axis is referred to as the first direction A1
  • the direction along the Y axis is referred to as the second direction A2
  • the direction along the X axis is referred to as the third direction A3.
  • the first direction A1, the second direction A2, and the third direction A3 are orthogonal to each other.
  • the plane defined by the X-axis and the Y-axis is referred to as the XY plane, the plane defined by the X-axis and the Z-axis is referred to as the XZ plane, and the plane defined by the Y-axis and the Z-axis is referred to as the YZ. Called a plane.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 of the present embodiment.
  • the photovoltaic power generation device 100 includes an optical waveguide section 1, an optical element 3, and a solar cell 5.
  • light includes visible and invisible light.
  • the lower limit wavelength of the visible light region is 360 nm or more and 400 nm or less
  • the upper limit wavelength of the visible light region is 760 nm or more and 830 nm or less.
  • Visible light has a first component (blue component) in the first wavelength band (for example, 400 nm to 500 nm), a second component (green component) in the second wavelength band (for example, 500 nm to 600 nm), and a third wavelength band (for example). It contains a third component (red component) of 600 nm to 700 nm).
  • the invisible light includes ultraviolet rays in a wavelength band shorter than the first wavelength band and infrared rays in a wavelength band longer than the third wavelength band.
  • transparent is preferably colorless and transparent. However, “transparent” may be translucent or colored transparent.
  • the optical waveguide 1 is formed in a flat plate shape along an XY plane, and has a first main surface F1, a second main surface F2, and a side surface F3.
  • the first main surface F1 and the second main surface F2 are planes substantially parallel to the XY plane and face each other in the first direction A1.
  • the side surface F3 is a surface extending along the first direction A1. In the example shown in FIG. 1, the side surface F3 is a plane substantially parallel to the XX plane, but the side surface F3 includes a plane substantially parallel to the YY plane.
  • the optical element 3 faces the second main surface F2 of the optical waveguide unit 1 in the first direction A1.
  • the optical element 3 reflects at least a part of the light LTi incident from the first main surface F1 toward the optical waveguide section 1.
  • the optical element 3 includes a liquid crystal layer 31 that reflects at least one of the incident optical LTi, the first circularly polarized light and the second circularly polarized light opposite to the first circularly polarized light.
  • the first circular polarization and the second circular polarization reflected by the optical element 3 are invisible light such as ultraviolet rays and infrared rays, but may be visible light.
  • "reflection" in an optical element 3 is accompanied by diffraction inside the optical element 3.
  • the optical element 3 may have flexibility, for example. Further, the optical element 3 may be in contact with the second main surface F2 of the optical waveguide section 1, or a transparent layer such as an adhesive layer is interposed between the optical element 3 and the optical waveguide section 1. It is also good. It is preferable that the refractive index of the layer interposed between the optical element 3 and the optical waveguide section 1 is substantially the same as the refractive index of the optical waveguide section 1.
  • the optical element 3 is configured as a thin film. For example, the optical element 3 separately formed in a film shape may be adhered to the optical waveguide portion 1, or the material may be directly applied to the optical waveguide portion 1 to form the film-shaped optical element 3. possible.
  • the solar cell 5 faces the side surface F3 of the optical waveguide unit 1 in the second direction A2.
  • the solar cell 5 receives light and converts the energy of the received light into electric power. That is, the solar cell 5 generates electricity by the received light.
  • the type of the solar cell is not particularly limited, and the solar cell 5 is, for example, a silicon-based solar cell, a compound-based solar cell, an organic-based solar cell, a perovskite-type solar cell, or a quantum dot-type solar cell.
  • Silicon-based solar cells include solar cells equipped with amorphous silicon, solar cells provided with polysilicon, and the like.
  • the solar cell 5 shown here is an example of a light receiving element.
  • Another example of a light receiving element is an optical sensor. That is, the solar cell 5 may be replaced with an optical sensor.
  • the optical LTi incident on the first main surface F1 of the optical waveguide unit 1 is, for example, sunlight. That is, the optical LTi contains ultraviolet rays and infrared rays in addition to visible light. In the example shown in FIG. 1, for ease of understanding, the optical LTi is assumed to be incident substantially perpendicular to the optical waveguide 1.
  • the angle of incidence of the optical LTi with respect to the optical waveguide 1 is not particularly limited.
  • optical LTi may be incident on the optical waveguide 1 with a plurality of incident angles different from each other.
  • the optical LTi enters the inside of the optical waveguide 1 from the first main surface F1 and is incident on the optical element 3 via the second main surface F2. Then, the optical element 3 reflects a part of the optical LTr of the optical LTi toward the optical waveguide 1 and the solar cell 5, and transmits the other optical LTt. Here, optical loss such as absorption in the optical waveguide 1 and the optical element 3 is ignored.
  • the light LTr reflected by the optical element 3 corresponds to, for example, first circular polarization having a predetermined wavelength. Further, the light LTt transmitted through the optical element 3 includes a second circularly polarized light having a predetermined wavelength and light having a wavelength different from the predetermined wavelength.
  • the predetermined wavelength here is, for example, ultraviolet rays or infrared rays.
  • circular polarization may be strict circular polarization, or may be circular polarization which is close to elliptically polarization.
  • the optical element 3 reflects the first circular polarization toward the optical waveguide section 1 at an approach angle ⁇ that satisfies the optical waveguide conditions in the optical waveguide section 1.
  • the approach angle ⁇ here corresponds to an angle equal to or higher than the critical angle ⁇ c that causes total reflection inside the optical waveguide section 1.
  • the approach angle ⁇ indicates an angle with respect to a perpendicular line orthogonal to the optical waveguide section 1.
  • the optical LTr enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates inside the optical waveguide 1 while repeating reflection in the optical waveguide 1.
  • the solar cell 5 receives the light LTr emitted from the side surface F3 and generates electricity.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the optical element 3.
  • the optical waveguide 1 is indicated by a two-dot chain line.
  • the optical element 3 has a plurality of spiral structures 311.
  • Each of the plurality of spiral structures 311 extends along the first direction A1. That is, each spiral axis AX of the plurality of spiral structures 311 is substantially perpendicular to the second main surface F2 of the optical waveguide section 1.
  • the spiral axis AX is substantially parallel to the first direction A1.
  • Each of the plurality of helical structures 311 has a helical pitch P.
  • the spiral pitch P indicates one cycle (360 degrees) of the spiral.
  • Each of the plurality of helical structures 311 contains a plurality of elements 315.
  • the plurality of elements 315 are spirally stacked along the first direction A1 while turning.
  • the optical element 3 is located between the first boundary surface 317 facing the second main surface F2, the second boundary surface 319 on the opposite side of the first boundary surface 317, and the first boundary surface 317 and the second boundary surface 319. It has a plurality of reflecting surfaces 321 and.
  • the first boundary surface 317 is a surface on which the optical LTi transmitted through the optical waveguide portion 1 and emitted from the second main surface F2 is incident on the optical element 3.
  • Each of the first boundary surface 317 and the second boundary surface 319 is substantially perpendicular to the spiral axis AX of the spiral structure 311.
  • Each of the first boundary surface 317 and the second boundary surface 319 is substantially parallel to the optical waveguide 1 (or the second main surface F2).
  • the first boundary surface 317 includes an element 315 located at one end e1 of both ends of the spiral structure 311.
  • the first boundary surface 317 is located at the boundary between the optical waveguide 1 and the optical element 3.
  • the second boundary surface 319 includes an element 315 located at the other end e2 of both ends of the spiral structure 311.
  • the second boundary surface 319 is located at the boundary between the optical element 3 and the air layer.
  • the plurality of reflecting surfaces 321 are substantially parallel to each other.
  • the reflection surface 321 is inclined with respect to the first boundary surface 317 and the optical waveguide 1 (or the second main surface F2), and has a substantially planar shape extending in a fixed direction.
  • the reflecting surface 321 selectively reflects a part of the light LTr of the light LTi incident from the first boundary surface 317 according to Bragg's law. Specifically, the reflection surface 321 reflects the light LTr so that the wavefront WF of the light LTr is substantially parallel to the reflection surface 321. More specifically, the reflecting surface 321 reflects the light LTr according to the inclination angle ⁇ of the reflecting surface 321 with respect to the first boundary surface 317.
  • the reflective surface 321 can be defined as follows. That is, the refractive index felt by light of a predetermined wavelength (for example, circular polarization) selectively reflected by the optical element 3 gradually changes as the light travels inside the optical element 3. Therefore, Fresnel reflection gradually occurs in the optical element 3. Then, Fresnel reflection occurs most strongly at the position where the refractive index felt by light changes most in the plurality of spiral structures 311. That is, the reflecting surface 321 corresponds to the surface where Fresnel reflection occurs most strongly in the optical element 3.
  • a predetermined wavelength for example, circular polarization
  • the orientation directions of the respective elements 315 of the spiral structure 311 adjacent to the second direction A2 are different from each other.
  • the spatial topologies of the spiral structures 311 adjacent to the second direction A2 are different from each other.
  • the reflective surface 321 corresponds to a surface in which the orientation directions of the elements 315 are aligned, or a surface in which the spatial phases are aligned (equal phase surface). That is, each of the plurality of reflecting surfaces 321 is inclined with respect to the first boundary surface 317 or the optical waveguide 1.
  • the shape of the reflective surface 321 is not limited to the planar shape as shown in FIG. 2, but may be a concave or convex curved surface shape, and is not particularly limited. Further, a part of the reflecting surface 321 may have irregularities, the inclination angle ⁇ of the reflecting surface 321 may not be uniform, or the plurality of reflecting surfaces 321 may not be regularly aligned.
  • the reflection surface 321 having an arbitrary shape can be configured according to the spatial phase distribution of the plurality of spiral structures 311.
  • the spiral structure 311 is a cholesteric liquid crystal display.
  • Each of the elements 315 corresponds to a liquid crystal molecule.
  • FIG. 2 for simplification of the drawing, one element 315 is shown on behalf of a plurality of liquid crystal molecules located in the XY plane, which are oriented in the average orientation direction.
  • the cholesteric liquid crystal which is the spiral structure 311, reflects circular polarization in the same swirling direction as the swirling direction of the cholesteric liquid crystal among the light having a predetermined wavelength ⁇ included in the selective reflection band ⁇ .
  • the turning direction of the cholesteric liquid crystal is clockwise, the clockwise circular polarization of the light having a predetermined wavelength ⁇ is reflected and the counterclockwise circular polarization is transmitted.
  • the swirling direction of the cholesteric liquid crystal is counterclockwise, the counterclockwise circular polarization of the light having a predetermined wavelength ⁇ is reflected and the clockwise circular polarization is transmitted.
  • the optical element 3 is composed of a cholesteric liquid crystal
  • the optical element 3 is formed as a thin film.
  • the optical element 3 is formed by polymerizing a plurality of spiral structures 311.
  • the optical element 3 is formed by polymerizing a plurality of elements (liquid crystal molecules) 315. For example, by irradiating a plurality of liquid crystal molecules with light, a plurality of liquid crystal molecules are polymerized.
  • the optical element 3 controls the orientation of the polymer liquid crystal material exhibiting a liquid crystal state at a predetermined temperature or a predetermined concentration so as to form a plurality of spiral structures 311 in the liquid crystal state, and then maintains the orientation. It is formed by transferring it to a solid as it is.
  • the adjacent spiral structures 311 are polymerized or transferred to a solid, and the orientation of the spiral structure 311 is maintained, that is, the spatial phase of the spiral structure 311 is maintained. It is combined. As a result, in the optical element 3, the orientation direction of each liquid crystal molecule is fixed.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the photovoltaic power generation device 100.
  • FIG. 3 shows an example of the spatial phase of the spiral structure 311.
  • the spatial phase shown here is shown as the orientation direction of the element 315 located at the first boundary surface 317 among the elements 315 included in the spiral structure 311.
  • the orientation directions of the elements 315 located at the first boundary surface 317 are different from each other. That is, the spatial topologies of the spiral structure 311 at the first boundary surface 317 differ along the second direction A2.
  • the orientation directions of the elements 315 located at the first boundary surface 317 are substantially the same. That is, the spatial topologies of the spiral structure 311 at the first boundary surface 317 substantially coincide with each other in the third direction A3.
  • the orientation direction of each element 315 is different by a certain angle. That is, on the first boundary surface 317, the orientation directions of the plurality of elements 315 arranged along the second direction A2 change linearly. Therefore, the spatial topologies of the plurality of spiral structures 311 arranged along the second direction A2 change linearly along the second direction A2. As a result, as in the optical element 3 shown in FIG. 2, a reflecting surface 321 inclined with respect to the first boundary surface 317 and the optical waveguide 1 is formed.
  • linear change indicates that, for example, the amount of change in the orientation direction of the element 315 is expressed by a linear function.
  • the orientation direction of the element 315 here corresponds to the long axis direction of the liquid crystal molecule in the XY plane when the spiral structure 311 is a cholesteric liquid crystal.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the optical element 3 according to the modified example 1.
  • the spiral axis AX of the spiral structure 311 is on the optical waveguide 1 or the second main surface F2 or the first boundary surface 317 as compared with the configuration example shown in FIG. It differs in that it is tilted.
  • the spatial topologies of the spiral structure 311 in the first boundary surface 317 or the XY plane are substantially the same.
  • the spiral structure 311 according to the modified example 1 has the same characteristics as the spiral structure 311 according to the above-mentioned configuration example.
  • the optical element 3 reflects a part of the optical LTr of the optical LTi incident through the optical waveguide 1 at a reflection angle corresponding to the inclination of the spiral axis AX, and the other light. It is transparent to LTt.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the optical element 3 according to the modified example 2.
  • the spatial phase of the spiral structure 311 in the first boundary surface 317 or the XY plane is the second direction A2 as compared with the modification 1 shown in FIG. It differs in different ways along.
  • the spiral structure 311 according to the modified example 1 has the same characteristics as the spiral structure 311 according to the above-mentioned configuration example.
  • the optical element 3 reflects a part of the light LTr of the light LTi incident through the optical waveguide 1 at a reflection angle corresponding to the inclination of the spiral axis AX, and the other light. It is transparent to LTt.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the photovoltaic power generation device 100 according to the first embodiment.
  • the optical waveguide 1 is indicated by a two-dot chain line.
  • the photovoltaic power generation device 100 is attached to the building, and the photovoltaic power generation device 100 is installed so that the Y axis in the figure is along the vertical line.
  • the optical waveguide 1 as the window glass is arranged on the outdoor side, and the optical element 3 is arranged on the indoor side.
  • the window glass is configured as a multilayer glass such as a pair glass or a triple glass, the optical waveguide 1 is arranged on the outermost side.
  • the first main surface F1 is located on the outdoor side, and the second main surface F2 is located on the indoor side.
  • the vertical lower side that is, the floor side
  • the vertical upper side that is, the ceiling side is referred to as "upper”.
  • the optical waveguide 1 has a lower side surface F31 and an upper side surface F32 as a part of the side surface F3.
  • the lower side surface F31 corresponds to a side surface located below the horizon when a person indoors observes the outdoors through the photovoltaic power generation device 100.
  • the upper side surface F32 corresponds to a side surface located above the horizon when a person indoors observes the outdoors through the photovoltaic power generation device 100.
  • the selective reflection band ⁇ 0 is defined as a band closer to ultraviolet rays as the spiral pitch P is smaller, and as a band closer to infrared rays as the spiral pitch P is larger.
  • the relationship between the spiral pitch P and the selective reflection band ⁇ 0 depends on the angle of light incident on the reflective surface 321 and the angle of the reflective surface 321 with respect to the interface between the optical waveguide 1 and the optical element 3, but as an example, the spiral.
  • the selective reflection band ⁇ 0 when the pitch P is 150 nm to 250 nm is the band of ultraviolet rays
  • the selective reflection band ⁇ 0 when the spiral pitch P is 250 nm to 500 nm is the band of visible light
  • the spiral pitch P is 500 nm to 900 nm.
  • the selective reflection band ⁇ 0 at the time is the band of infrared rays.
  • the angle of incidence on the normal line N of the reflection surface 321 is ⁇ 0.
  • the selective reflection band shifts to the short wavelength side when the incident angle of the reflecting surface 321 with respect to the normal line N is larger than ⁇ 0, and the selective reflection is performed when the incident angle of the reflecting surface 321 with respect to the normal line N is smaller than ⁇ 0.
  • the angle of the reflecting surface 321 is set so that the band shifts to the long wavelength side.
  • the incident angle ⁇ 1 with respect to the normal line N is larger than the incident angle ⁇ 0.
  • the central wavelength ⁇ 1 of the selective reflection band ⁇ 1 of the light incident on the photovoltaic power generation device 100 is shorter than the central wavelength ⁇ 0. That is, the selective reflection band ⁇ 1 is shifted to a shorter wavelength side than the selective reflection band ⁇ 0.
  • the incident angle ⁇ 2 with respect to the normal N is smaller than the incident angle ⁇ 0.
  • the central wavelength ⁇ 2 of the selective reflection band ⁇ 2 of the light incident on the photovoltaic power generation device 100 is longer than the central wavelength ⁇ 0. That is, the selective reflection band ⁇ 2 is shifted to the longer wavelength side than the selective reflection band ⁇ 0.
  • the selective reflection band ⁇ 0 is set to the ultraviolet band. That is, the sunlight used for power generation is incident on the photovoltaic power generation device 100 from diagonally above. Moreover, the selective reflection band ⁇ 0 of the optical element 3 shifts to the short wavelength side with respect to the light incident from the diagonally upward direction. Therefore, when the selective reflection band ⁇ 0 is set to the ultraviolet band and the selective reflection band ⁇ 0 is shifted to the short wavelength side, visible light (particularly the blue component) is hardly included in the selective reflection band. .. As a result, it is possible to suppress the coloring of the surface of the photovoltaic power generation device 100. In addition, coloring of the light transmitted through the photovoltaic power generation device 100 can be suppressed. Therefore, deterioration of the appearance of the transparent window glass is suppressed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the first configuration example.
  • the solar cell 51 is arranged so as to face the lower side surface F31 of the optical waveguide section 1.
  • the optical element 3U described in the first embodiment exhibits the same function as the above-mentioned optical element 3.
  • the reflection surface 321 is inclined with respect to the first boundary surface 317.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the reflecting surface 321 with respect to the first boundary surface 317 is an acute angle on the solar cell 51 side (or below the normal line N1 of the first boundary surface 317).
  • the angle ⁇ 1 formed by the normal line N1 of the first boundary surface 317 and the reflection surface 321 is an acute angle below the normal line N1.
  • FIG. 7 schematically shows the cholesteric liquid crystal 311 swiveled in the first swirling direction in an enlarged manner with respect to the cholesteric liquid crystal 311 included in the optical element 3U.
  • the cholesteric liquid crystal 311 has a first spiral pitch P1 along the Z axis in order to reflect ultraviolet rays U as a selective reflection band.
  • the first spiral pitch P1 of the cholesteric liquid crystal 311 is constant with almost no change along the Z axis.
  • Such a cholesteric liquid crystal 311 is configured to reflect, for example, the first circularly polarized light U1 of the ultraviolet ray U which is the selective reflection band. As described above, when the first turning direction is counterclockwise, the cholesteric liquid crystal 311 reflects the counterclockwise first circularly polarized light U1 of the ultraviolet rays U. Further, when the first turning direction is clockwise, the cholesteric liquid crystal 311 reflects the clockwise first circularly polarized light U1 of the ultraviolet rays U.
  • the reflected first circularly polarized light U1 enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates downward inside the optical waveguide 1 while repeating reflection in the optical waveguide 1.
  • the solar cell 51 receives ultraviolet rays U emitted from the lower side surface F31 and generates electricity.
  • the photovoltaic power generation device 100 transmits each of the first component (blue component), the second component (green component), and the third component (red component), which are the main components of visible light V. Therefore, it is possible to suppress the coloring of the light transmitted through the photovoltaic power generation device 100. In addition, it is possible to suppress a decrease in the transmittance of visible light V in the photovoltaic power generation device 100.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the second configuration example.
  • the second configuration example shown in FIG. 9 is different from the first configuration example shown in FIG. 7 in that the photovoltaic power generation device 100 is provided with the ultraviolet cut layer UC.
  • the ultraviolet cut layer UC is arranged so as to face the indoor side surface of the optical element 3U, that is, the second boundary surface 319. That is, the optical element 3U is located between the optical waveguide 1 and the ultraviolet cut layer UC.
  • the ultraviolet rays U including the first circularly polarized light U1 and the second circularly polarized light U2 enter the inside of the optical waveguide 1 from the first main surface F1 and are second. It is incident on the optical element 3U via the two main surfaces F2. Then, the optical element 3U reflects the first circularly polarized light U1 on the reflecting surface 321 toward the optical waveguide 1 and the solar cell 51, and transmits the second circularly polarized light U2. The reflected first circularly polarized light U1 enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates downward inside the optical waveguide 1 while repeating reflection in the optical waveguide 1.
  • the solar cell 51 receives ultraviolet rays U emitted from the lower side surface F31 and generates electricity.
  • the second circularly polarized U2 transmitted through the optical element 3U is incident on the ultraviolet cut layer UC, and is incident on the optical element 3U again while repeating reflection inside the ultraviolet cut layer UC.
  • the incident light from the first boundary surface 317 side and the incident light from the second boundary surface 319 side are reflected and diffracted in opposite directions. That is, the light incident on the optical element 3U from the ultraviolet cut layer UC is reflected by the reflecting surface 321 toward the optical waveguide section 1 and the solar cell 52.
  • This reflected light enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates upward inside the optical waveguide 1 while being repeatedly reflected by the optical waveguide 1.
  • the solar cell 52 receives ultraviolet rays U emitted from the upper side surface F32 and generates electricity.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the third configuration example.
  • the optical element 3U has a first layer 3A having a cholesteric liquid crystal display 311A swiveled in the first swivel direction and a first swivel. It differs in that it has a second layer 3B having a cholesteric liquid crystal display 311B swiveled in a second swivel direction opposite to the direction.
  • the first layer 3A and the second layer 3B overlap along the Z axis.
  • a thin film such as an alignment film may be interposed between the first layer 3A and the second layer 3B.
  • the first layer 3A is located between the optical waveguide 1 and the second layer 3B.
  • the first boundary surface 317 is located between the optical waveguide 1 and the first layer 3A, and the second boundary surface 319 is located between the first layer 3A and the second layer 3B.
  • the reflective surface 321B in the second layer 3B is inclined with respect to the second boundary surface 319.
  • the inclination angle ⁇ B of the reflection surface 321B with respect to the second boundary surface 319 is an acute angle toward the solar cell 51 side.
  • the tilt angle ⁇ B may be the same as the tilt angle ⁇ A or may be different from the tilt angle ⁇ A. That is, the reflective surface 321B may be parallel to the reflective surface 321A or may not be parallel to the reflective surface 321A.
  • the cholesteric liquid crystal 311B contained in the second layer 3B is swiveled in the second swirling direction as shown in an enlarged manner. Such a cholesteric liquid crystal 311B is configured to reflect the second circular polarization in the second turning direction in the selective reflection band.
  • Both the cholesteric liquid crystals 311A and 311B have a first spiral pitch P1 along the Z axis in order to reflect ultraviolet rays U as a selective reflection band. That is, the spiral pitches of the cholesteric liquid crystal 311A and the cholesteric liquid crystal 311B are substantially the same. As a result, the cholesteric liquid crystal 311A of the first layer 3A reflects the first circularly polarized light U1 of the ultraviolet rays U, and the cholesteric liquid crystal 311B of the second layer 3B reflects the second circularly polarized light U2 of the ultraviolet rays U.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the photovoltaic power generation device 100 according to the second embodiment.
  • the optical waveguide 1 is indicated by a two-dot chain line.
  • the photovoltaic power generation device 100 is installed so that the Y-axis in the figure is along the vertical line.
  • the reflection surface 321 is inclined with respect to the Y axis.
  • the continuous reflecting surface 321 is inclined so as to be close to the outdoor side on the floor side and close to the indoor side on the ceiling side.
  • the reflective surface 321 intersecting the Y axis the reflective surface 321 on the floor side of the intersection C of the reflective surface 321 and the Y axis extends toward the outdoor side, and the reflective surface 321 on the ceiling side of the intersection C extends toward the outdoor side. It extends inward. Therefore, the normal line N of the reflective surface 321 is inclined upward on the outdoor side and downward on the indoor side.
  • the incident angle ⁇ 2 with respect to the normal N is larger than the incident angle ⁇ 0.
  • the central wavelength ⁇ 2 of the selective reflection band ⁇ 2 of the light incident on the photovoltaic power generation device 100 is shorter than the central wavelength ⁇ 0. That is, the selective reflection band ⁇ 2 is shifted to a shorter wavelength side than the selective reflection band ⁇ 0.
  • the selective reflection band ⁇ 0 is set to the infrared band. That is, the sunlight used for power generation is incident on the photovoltaic power generation device 100 from diagonally above. Moreover, the selective reflection band ⁇ 0 of the optical element 3 shifts to the long wavelength side with respect to the light incident from the diagonally upward direction. Therefore, by setting the selective reflection band ⁇ 0 to the infrared band, visible light (particularly the red component) is hardly included in the selective reflection band when the selective reflection band ⁇ 0 is shifted to the long wavelength side. .. As a result, it is possible to suppress the coloring of the surface of the photovoltaic power generation device 100. In addition, coloring of the light transmitted through the photovoltaic power generation device 100 can be suppressed. Therefore, deterioration of the appearance of the transparent window glass is suppressed.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the fourth configuration example.
  • the solar cell 52 is arranged so as to face the upper side surface F32 of the optical waveguide section 1.
  • the optical element 3I described in the second embodiment exhibits the same function as the above-mentioned optical element 3.
  • the reflective surface 321 is inclined with respect to the first boundary surface 317.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the reflection surface 321 with respect to the first boundary surface 317 is an acute angle on the solar cell 52 side (or above the normal line N2 of the first boundary surface 317).
  • the angle ⁇ 2 formed by the normal line N2 of the first boundary surface 317 and the reflection surface 321 is an acute angle above the normal line N1.
  • FIG. 12 schematically shows the cholesteric liquid crystal 311 swiveled in the first swirling direction with respect to the cholesteric liquid crystal 311 included in the optical element 3I in an enlarged manner.
  • the cholesteric liquid crystal 311 has a second spiral pitch P2 along the Z axis in order to reflect infrared rays I as a selective reflection band.
  • the second spiral pitch P2 of the cholesteric liquid crystal 311 is constant with almost no change along the Z axis.
  • Such a cholesteric liquid crystal 311 is configured to reflect, for example, the first circularly polarized light I1 of the infrared ray I which is the selective reflection band. As described above, when the first turning direction is counterclockwise, the cholesteric liquid crystal 311 reflects the counterclockwise first circularly polarized light I1 of the infrared rays I. Further, when the first turning direction is clockwise, the cholesteric liquid crystal 311 reflects the clockwise first circularly polarized light I1 of the infrared rays I.
  • the infrared ray I of the sunlight enters the inside of the optical waveguide 1 from the first main surface F1. , It is incident on the optical element 3I via the second main surface F2. Then, the optical element 3I reflects the first circularly polarized light I1 of the infrared rays I toward the optical waveguide 1 and the solar cell 52 on the reflection surface 321. Further, the optical element 3I transmits the second circularly polarized light I2 of the infrared ray I.
  • the visible light V and the ultraviolet light U contained in the sunlight will be described with reference to FIG.
  • the visible light V and the ultraviolet light U pass through the optical waveguide 1 and then enter the optical element 3I. Since the second spiral pitch P2 is set so as to reflect the infrared ray I as shown in FIG. 12, the optical element 3I transmits visible light V and ultraviolet light U with almost no reflection / diffraction. Therefore, in the fourth configuration example, the visible light V and the ultraviolet light U are not used for power generation.
  • infrared rays I can be used to efficiently generate electricity.
  • the photovoltaic power generation device 100 transmits each of the first component (blue component), the second component (green component), and the third component (red component), which are the main components of visible light V. Therefore, it is possible to suppress the coloring of the light transmitted through the photovoltaic power generation device 100. In addition, it is possible to suppress a decrease in the transmittance of visible light V in the photovoltaic power generation device 100.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the fifth configuration example.
  • the fifth configuration example shown in FIG. 14 is different from the fourth configuration example shown in FIG. 12 in that the photovoltaic power generation device 100 is provided with an infrared cut layer IC.
  • the infrared cut layer IC is arranged so as to face the indoor side surface of the optical element 3I, that is, the second boundary surface 319. That is, the optical element 3I is located between the optical waveguide 1 and the infrared cut layer IC.
  • the photovoltaic power generation device 100 of the fifth configuration example includes a solar cell 51 in addition to the solar cell 52.
  • the solar cell 51 is arranged so as to face the lower side surface F31 of the optical waveguide section 1.
  • the infrared ray I including the first circularly polarized light I1 and the second circularly polarized light I2 enters the inside of the optical waveguide 1 from the first main surface F1 and is second. It is incident on the optical element 3I via the two main surfaces F2. Then, the optical element 3I reflects the first circularly polarized light I1 toward the optical waveguide 1 and the solar cell 52 on the reflecting surface 321 and transmits the second circularly polarized light I2. The reflected first circularly polarized light I1 enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates upward inside the optical waveguide 1 while repeating reflection in the optical waveguide 1. The solar cell 52 receives infrared rays I emitted from the upper side surface F32 and generates electricity.
  • the second circularly polarized light I2 transmitted through the optical element 3I is incident on the infrared cut layer IC, and is incident on the optical element 3I again while being repeatedly reflected inside the infrared cut layer IC.
  • the incident light from the first boundary surface 317 side and the incident light from the second boundary surface 319 side are reflected and diffracted in opposite directions. That is, the light incident on the optical element 3I from the infrared cut layer IC is reflected by the reflecting surface 321 toward the optical waveguide 1 and the solar cell 51.
  • This reflected light enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates downward inside the optical waveguide 1 while being repeatedly reflected by the optical waveguide 1.
  • the solar cell 51 receives infrared rays I emitted from the lower side surface F31 and generates electricity.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the sixth configuration example.
  • the optical element 3I has a first layer 3C having a cholesteric liquid crystal display 311C swiveled in the first swivel direction and a second swivel. It differs from the second layer 3D, which has a cholesteric liquid crystal display 311D that is swiveled in a direction, in that it has.
  • the first layer 3C and the second layer 3D overlap along the Z axis.
  • a thin film such as an alignment film may be interposed between the first layer 3C and the second layer 3D.
  • the first layer 3C is located between the optical waveguide 1 and the second layer 3D.
  • the first boundary surface 317 is located between the optical waveguide 1 and the first layer 3C, and the second boundary surface 319 is located between the first layer 3C and the second layer 3D.
  • the reflection surface 321C in the first layer 3C is inclined with respect to the first boundary surface 317.
  • the inclination angle ⁇ C of the reflection surface 321C with respect to the first boundary surface 317 is an acute angle toward the solar cell 52 side.
  • the cholesteric liquid crystal 311C contained in the first layer 3C is swiveled in the first swirling direction as shown in an enlarged manner. Such a cholesteric liquid crystal 311C is configured to reflect the first circular polarization in the first turning direction in the selective reflection band.
  • the reflective surface 321D in the second layer 3D is inclined with respect to the second boundary surface 319.
  • the inclination angle ⁇ D of the reflection surface 321D with respect to the second boundary surface 319 is an acute angle toward the solar cell 52 side.
  • the tilt angle ⁇ D may be the same as the tilt angle ⁇ C or may be different from the tilt angle ⁇ C. That is, the reflective surface 321D may be parallel to the reflective surface 321C or may not be parallel to the reflective surface 321C.
  • the cholesteric liquid crystal 311D contained in the second layer 3D is swiveled in the second swirling direction as shown in an enlarged manner. Such a cholesteric liquid crystal 311D is configured to reflect the second circular polarization in the second turning direction in the selective reflection band.
  • Both the cholesteric liquid crystals 311C and 311D have a second spiral pitch P2 along the Z axis in order to reflect infrared rays I as a selective reflection band. That is, the spiral pitches of the cholesteric liquid crystal 311C and the cholesteric liquid crystal 311D are substantially the same. As a result, the cholesteric liquid crystal 311C of the first layer 3C reflects the first circularly polarized light I1 of the infrared rays I, and the cholesteric liquid crystal 311D of the second layer 3D reflects the second circularly polarized light I2 of the infrared rays I.
  • the photovoltaic power generation device 100 is a first solar cell facing the optical waveguide section 1, the optical element group 3G having a plurality of optical elements, and the lower side surface F31 of the optical waveguide section 1.
  • a second solar cell 52 facing the upper side surface F32 of the optical waveguide portion 1 is provided with the 51.
  • the optical element group 3G includes a plurality of optical elements having different selective reflection bands from each other.
  • the optical element group 3G includes a first optical element 3U whose selective reflection band is ultraviolet U, and a second optical element 3I whose selective reflection band is infrared I. It is desirable that the first solar cell 51 and the second solar cell 52 have different peaks of absorption wavelength.
  • the first solar cell 51 is configured to be highly sensitive to ultraviolet rays
  • the second solar cell 52 is configured to be highly sensitive to infrared rays.
  • FIG. 16A is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the seventh configuration example.
  • the optical element group 3G is arranged so as to face the second main surface F2.
  • the first optical element 3U and the second optical element 3I overlap along the Z axis.
  • a thin film such as an alignment film may be interposed between the first optical element 3U and the second optical element 3I.
  • the second optical element 3I is located between the optical waveguide 1 and the first optical element 3U, but as in the example shown in FIG. 16B, the first optical element 3U is the optical waveguide. It may be located between 1 and the second optical element 3I.
  • the description will be described based on the configuration shown in FIG. 16A.
  • the reflection surface 321I of the second optical element 3I is inclined with respect to the first boundary surface 317.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the reflection surface 321I with respect to the first boundary surface 317 is an acute angle toward the second solar cell 52 side.
  • the cholesteric liquid crystal 311I included in the second optical element 3I has, for example, a second spiral pitch P2 along the Z axis in order to swivel in the first swirling direction and reflect the infrared ray I as the selective reflection band.
  • the second spiral pitch P2 is different from the first spiral pitch P1, and the second spiral pitch P2 is larger than the first spiral pitch P1 (P1 ⁇ P2).
  • Such a cholesteric liquid crystal 311I is configured to reflect, for example, the first circularly polarized light I1 of the infrared ray I which is a selective reflection band.
  • the details of the first optical element 3U are as described in the first embodiment, and the details of the second optical element 3I are as described in the second embodiment.
  • the first solar cell 51 is arranged so as to face the lower side surface F31, and the second solar cell 52 is arranged so as to face the upper side surface F32.
  • Each of the first solar cell 51 and the second solar cell 52 is, for example, a silicon-based solar cell.
  • the first solar cell 51 comprises amorphous silicon and the second solar cell 52 comprises polycrystalline silicon.
  • the peaks of their absorption wavelengths are different. That is, the peak of the absorption wavelength of amorphous silicon is around 450 nm, and the peak of the absorption wavelength of polycrystalline silicon is around 700 nm. That is, amorphous silicon has a higher absorption rate of ultraviolet rays U than polycrystalline silicon. Therefore, the first solar cell 51 is suitable for power generation by ultraviolet rays U. Further, polycrystalline silicon has a higher absorption rate of infrared ray I than amorphous silicon. Therefore, the second solar cell 52 is suitable for power generation by infrared I.
  • the configurations of the first solar cell 51 and the second solar cell 52 are not limited thereto.
  • the infrared ray I of the sunlight enters the inside of the optical waveguide 1 from the first main surface F1.
  • the second optical element 3I reflects the first circularly polarized light I1 of the infrared rays I toward the optical waveguide 1 and the second solar cell 52 on the reflection surface 321I.
  • the second optical element 3I transmits the second circularly polarized light I2 of the infrared ray I.
  • the first optical element 3U also transmits the second circularly polarized light I2.
  • the reflected first circularly polarized light I1 enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates upward inside the optical waveguide 1 while repeating reflection in the optical waveguide 1.
  • the second solar cell 52 receives infrared rays I emitted from the upper side surface F32 and generates electricity.
  • the visible light V contained in sunlight will be described with reference to FIG.
  • the visible light V passes through the optical waveguide 1 and then enters the second optical element 3I. Since the second spiral pitch P2 is set so as to reflect the infrared ray I as shown in FIG. 16, the second optical element 3I transmits the visible light V with almost no reflection / diffraction.
  • the visible light V passes through the second optical element 3I and then enters the first optical element 3U.
  • the first optical element 3U transmits the visible light V with almost no reflection or diffraction because the first spiral pitch P1 is set so as to reflect the ultraviolet rays U. Therefore, in the seventh configuration example, the visible light V is not used for power generation.
  • the ultraviolet U contained in sunlight will be described with reference to FIG.
  • the ultraviolet U is transmitted to the second optical element 3I after passing through the optical waveguide 1.
  • the second optical element 3I transmits ultraviolet rays U with almost no reflection or diffraction.
  • the ultraviolet light U passes through the second optical element 3I and then enters the first optical element 3U.
  • the first optical element 3U reflects the first circularly polarized light U1 of the ultraviolet rays U toward the optical waveguide 1 and the first solar cell 51 on the reflection surface 321U. Further, the first optical element 3U transmits the second circularly polarized light U2. The reflected first circularly polarized light U1 enters the inside of the optical waveguide 1 from the second main surface F2, and propagates downward inside the optical waveguide 1 while repeating reflection in the optical waveguide 1.
  • the first solar cell 51 receives ultraviolet rays U emitted from the lower side surface F31 and generates electricity.
  • infrared rays I and ultraviolet rays U can be used to efficiently generate electricity.
  • the photovoltaic power generation device 100 transmits most of the components of visible light V. Therefore, it is possible to suppress the coloring of the light transmitted through the photovoltaic power generation device 100. In addition, it is possible to suppress a decrease in the transmittance of visible light V in the photovoltaic power generation device 100.
  • the first optical element 3U configured to reflect the ultraviolet U is provided between the optical waveguide section 1 and the second optical element 3I, whereby the second optical element 3I Deterioration due to ultraviolet rays is suppressed.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the eighth configuration example.
  • the eighth configuration example shown in FIG. 19 is different from the seventh configuration example shown in FIG. 16A in that the photovoltaic power generation device 100 is provided with an optical layer OL facing the optical element group 3G.
  • the optical layer OL is located on the indoor side. That is, the optical element group 3G is located between the optical waveguide 1 and the optical layer OL.
  • the optical layer OL of the eighth configuration example includes an ultraviolet cut layer UC and an infrared cut layer IC.
  • the ultraviolet cut layer UC overlaps with the infrared cut layer IC.
  • the ultraviolet cut layer UC is located between the optical element group 3G and the infrared cut layer IC, but the infrared cut layer IC is located between the optical element group 3G and the ultraviolet cut layer UC. You may be doing it.
  • the details of the ultraviolet cut layer UC are as described in the first embodiment, and the details of the infrared cut layer IC are as described in the second embodiment.
  • power can be generated by using the first circularly polarized light U1 and the second circularly polarized light U2 of the ultraviolet rays U.
  • the first circularly polarized light I1 and the second circularly polarized light I2 of the infrared ray I can be used to generate electricity.
  • the transmission of ultraviolet rays U and infrared rays I into the room can be suppressed.
  • the optical layer OL includes both the ultraviolet cut layer UC and the infrared cut layer IC has been described, but the optical layer OL includes either the ultraviolet cut layer UC or the infrared cut layer IC. It may be provided.
  • the photovoltaic power generation device 100 includes an ultraviolet cut layer UC as an optical layer.
  • the ultraviolet cut layer UC is arranged so as to face the optical element group 3G.
  • the photovoltaic power generation device 100 includes an infrared cut layer IC as an optical layer.
  • the infrared cut layer IC is arranged so as to face the optical element group 3G.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the ninth configuration example.
  • the ninth configuration example shown in FIG. 21 has a cholesteric liquid crystal 311U in which the first optical element 3U is swiveled in the first swivel direction as compared with the seventh configuration example shown in FIG. 16A, and the second optical element 3I is It differs in that it has a cholesteric liquid crystal 311I swiveled in the second swivel direction. That is, the cholesteric liquid crystal 311U and the cholesteric liquid crystal 311I rotate in opposite directions to each other.
  • the first optical element 3U reflects the first circularly polarized light U1 in the first turning direction among the ultraviolet rays U on the reflecting surface 321U, and transmits the second circularly polarized light U2 in the second turning direction.
  • the second optical element 3I reflects the second circularly polarized light I2 in the second turning direction of the infrared rays I on the reflecting surface 321I, and transmits the first circularly polarized light I1 in the first turning direction.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing the photovoltaic power generation device 100 according to the tenth configuration example.
  • each of the first optical element 3U and the second optical element 3I has a first layer and a second layer as compared with the seventh configuration example shown in FIG. 16A. It differs in that.
  • the second optical element 3I is configured in the same manner as the sixth configuration example shown in FIG. 15, and has a first layer 3C having a cholesteric liquid crystal 311C swiveled in the first swivel direction and a cholesteric liquid crystal 311D swiveled in the second swivel direction. It has a second layer 3D and has.
  • the cholesteric liquid crystal 311C and the cholesteric liquid crystal 311D each have an equivalent second spiral pitch P2.
  • the cholesteric liquid crystal 311C of the first layer 3C reflects the first circularly polarized light I1 of the infrared rays I
  • the cholesteric liquid crystal 311D of the second layer 3D reflects the second circularly polarized light I2 of the infrared rays I.
  • the first optical element 3U is located between the optical waveguide section 1 and the second optical element 3I. It may be provided.
  • the blaze type has been described as an example of the optical element 3, but the present invention is not limited to this, and for example, a diffraction layer having a binary pattern may be applied.
  • Solar power generation device 1 Optical waveguide F1 ... First main surface F2 ... Second main surface F3 ... Side surface F31 ... Lower side surface, F32 ... Upper side surface 3 .
  • Optical element 311 Spiral structure (cholesteric liquid crystal) 321 ... Reflective surface 5... Solar cell

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

本実施形態の目的は、効率的に発電することが可能な太陽光発電装置を提供することにある。　本実施形態の太陽光発電装置（１００）は、第１主面（Ｆ１）と、前記第１主面（Ｆ１）と対向する第２主面（Ｆ２）と、床側に位置する下側面（Ｆ３１）と、を有する光導波部（１）と、前記第２主面（Ｆ２）と対向し、コレステリック液晶（３１１）を有し、前記第１主面（Ｆ１）からの入射光のうち紫外線の少なくとも一部を前記光導波部（１）に向けて反射する光学素子（３Ｕ）と、前記下側面（Ｆ３１）と対向し、前記紫外線を受光して発電する太陽電池（５１）と、を備え、前記光学素子（３Ｕ）は、前記光導波部（１）と前記光学素子（３Ｕ）との境界面（３１７）に対して傾斜した反射面（３２１）を有し、前記境界面（３１７）に対する前記反射面（３２１）の傾斜角度は、前記太陽電池（５１）側に鋭角である。

Description

太陽光発電装置
　本発明の実施形態は、太陽光発電装置に関する。
　近年、透明な太陽電池が種々提案されている。例えば、透明な色素増感型太陽電池を表示装置の表面に配置した太陽電池付き表示装置が提案されている。
特開２００２－２２９４７２号公報
　本実施形態の目的は、効率的に発電することが可能な太陽光発電装置を提供することにある。
　本実施形態の太陽光発電装置は、
　第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、床側に位置する下側面と、を有する光導波部と、前記第２主面と対向し、コレステリック液晶を有し、前記第１主面からの入射光のうち紫外線の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する光学素子と、前記下側面と対向し、前記紫外線を受光して発電する太陽電池と、を備え、前記光学素子は、前記光導波部と前記光学素子との境界面に対して傾斜した反射面を有し、前記境界面に対する前記反射面の傾斜角度は、前記太陽電池側に鋭角である。
　本実施形態の太陽光発電装置は、
　第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、天井側に位置する上側面と、を有する光導波部と、前記第２主面と対向し、コレステリック液晶を有し、前記第１主面からの入射光のうち赤外線の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する光学素子と、前記上側面と対向し、前記赤外線を受光して発電する太陽電池と、を備え、前記光学素子は、前記光導波部と前記光学素子との境界面に対して傾斜した反射面を有し、前記境界面に対する前記反射面の傾斜角度は、前記太陽電池側に鋭角である。
　本実施形態の太陽光発電装置は、
　第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、床側に位置する下側面と、天井側に位置する上側面と、を有する光導波部と、前記第２主面と対向する光学素子群と、前記下側面と対向し、入射光のうちの紫外線を受光して発電する第１太陽電池と、前記上側面と対向し、入射光のうちの赤外線を受光して発電する第２太陽電池と、を備え、前記光学素子群は、第１螺旋ピッチのコレステリック液晶を有し、前記光導波部を介した入射光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する第１光学素子と、前記第１光学素子に重なり、前記第１螺旋ピッチとは異なる第２螺旋ピッチのコレステリック液晶を有し、前記光導波部を介した入射光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する第２光学素子と、を備え、前記第１光学素子は、前記光導波部と前記光学素子群との境界面に対して傾斜した第１反射面を有し、前記境界面に対する前記第１反射面の傾斜角度は、前記第１太陽電池側に鋭角であり、前記第２光学素子は、前記境界面に対して傾斜した第２反射面を有し、前記境界面に対する前記第２反射面の傾斜角度は、前記第２太陽電池側に鋭角である。
　本実施形態によれば、効率的に発電することが可能な太陽光発電装置を提供することができる。
図１は、本実施形態の太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図２は、光学素子３の構造を模式的に示す断面図である。 図３は、太陽光発電装置１００を模式的に示す平面図である。 図４は、変形例１に係る光学素子３を模式的に示す断面図である。 図５は、変形例２に係る光学素子３を模式的に示す断面図である。 図６は、実施形態１に係る太陽光発電装置１００の主要部を模式的に示す断面図である。 図７は、第１構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図８は、第１構成例において可視光Ｖ及び赤外線Ｉが透過する様子を示す断面図である。 図９は、第２構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１０は、第３構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１１は、実施形態２に係る太陽光発電装置１００の主要部を模式的に示す断面図である。 図１２は、第４構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１３は、第４構成例において可視光Ｖ及び紫外線Ｕが透過する様子を示す断面図である。 図１４は、第５構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１５は、第６構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１６Ａは、第７構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１６Ｂは、変形例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図１７は、第７構成例において可視光Ｖが透過する様子を示す断面図である。 図１８は、第７構成例において紫外線Ｕが選択反射される様子を示す断面図である。 図１９は、第８構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図２０Ａは、変形例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図２０Ｂは、変形例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図２１は、第９構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。 図２２は、第１０構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
　なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。Ｚ軸に沿った方向を第１方向Ａ１と称し、Ｙ軸に沿った方向を第２方向Ａ２と称し、Ｘ軸に沿った方向を第３方向Ａ３と称する。第１方向Ａ１、第２方向Ａ２、及び、第３方向Ａ３は互いに直交する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ軸及びＺ軸によって規定される面をＸ－Ｚ平面と称し、Ｙ軸及びＺ軸によって規定される面をＹ－Ｚ平面と称する。
　　（基本構成例)　
　図１は、本実施形態の太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。太陽光発電装置１００は、光導波部１と、光学素子３と、太陽電池５と、を備えている。
　光導波部１は、光を透過する透明部材、例えば、透明なガラス板又は透明な合成樹脂板によって構成されている。光導波部１は、例えば、可撓性を有する透明な合成樹脂板によって構成されていてもよい。光導波部１は任意の形状を取り得る。例えば、光導波部１は、湾曲していてもよい。光導波部１の屈折率は、例えば、空気の屈折率よりも大きい。光導波部１は、例えば、建造物の窓ガラス、車両の風防ガラス等として機能する。
　本明細書において、『光』は、可視光及び不可視光を含むものである。例えば、可視光域の下限の波長は３６０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、可視光域の上限の波長は７６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下である。可視光は、第１波長帯（例えば４００ｎｍ～５００ｎｍ）の第１成分（青成分）、第２波長帯（例えば５００ｎｍ～６００ｎｍ）の第２成分（緑成分）、及び、第３波長帯（例えば６００ｎｍ～７００ｎｍ）の第３成分（赤成分）を含んでいる。不可視光は、第１波長帯より短波長帯の紫外線、及び、第３波長帯より長波長帯の赤外線を含んでいる。
　本明細書において、『透明』は、無色透明であることが好ましい。ただし、『透明』は、半透明又は有色透明であってもよい。
　光導波部１は、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状に形成され、第１主面Ｆ１と、第２主面Ｆ２と、側面Ｆ３と、を有している。第１主面Ｆ１及び第２主面Ｆ２は、Ｘ－Ｙ平面に略平行な面であり、第１方向Ａ１において、互いに対向している。側面Ｆ３は、第１方向Ａ１に沿って延びた面である。図１に示す例では、側面Ｆ３は、Ｘ－Ｚ平面と略平行な面であるが、側面Ｆ３は、Ｙ－Ｚ平面と略平行な面を含んでいる。
　光学素子３は、第１方向Ａ１において、光導波部１の第２主面Ｆ２と対向している。光学素子３は、第１主面Ｆ１から入射した光ＬＴｉの少なくとも一部を光導波部１に向けて反射するものである。一例では、光学素子３は、入射した光ＬＴｉのうち、第１円偏光及び第１円偏光とは逆回りの第２円偏光の少なくとも一方を反射する液晶層３１を備えている。光学素子３によって反射される第１円偏光及び第２円偏光は、例えば、紫外線及び赤外線といった不可視光であるが、可視光であってもよい。なお、本明細書において、光学素子３における「反射」とは、光学素子３の内部における回折を伴うものである。
　なお、光学素子３は、例えば、可撓性を有していてもよい。また、光学素子３は、光導波部１の第２主面Ｆ２と接触していてもよいし、光学素子３と光導波部１との間に接着層等の透明な層が介在していてもよい。光学素子３と光導波部１との間に介在する層の屈折率は、光導波部１の屈折率とほぼ同等であることが好ましい。
　光学素子３は、薄膜として構成される。例えば、別途フィルム状に形成された光学素子３が光導波部１に接着される場合もあり得るし、光導波部１に直接材料を塗布してフィルム状の光学素子３が形成される場合もあり得る。
　太陽電池５は、第２方向Ａ２において、光導波部１の側面Ｆ３と対向している。太陽電池５は、光を受光して、受光した光のエネルギーを電力に変換するものである。つまり、太陽電池５は、受光した光によって発電する。太陽電池の種類は、特に限定されず、太陽電池５は、例えば、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機物系太陽電池、ペロブスカイト型太陽電池、又は、量子ドット型太陽電池である。シリコン系太陽電池としては、アモルファスシリコンを備えた太陽電池や、多結晶シリコンを備えた太陽電池などが含まれる。ここに示した太陽電池５は、受光素子の一例である。受光素子の他の例として、光センサが挙げられる。つまり、太陽電池５は、光センサに置換されてもよい。
　次に、図１に示す例において、太陽光発電装置１００の動作について説明する。
　光導波部１の第１主面Ｆ１に入射する光ＬＴｉは、例えば、太陽光である。つまり、光ＬＴｉは、可視光の他に、紫外線及び赤外線を含んでいる。
　図１に示す例では、理解を容易にするために、光ＬＴｉは、光導波部１に対して略垂直に入射するものとする。なお、光導波部１に対する光ＬＴｉの入射角度は、特に限定されない。例えば、互いに異なる複数の入射角度をもって光導波部１に光ＬＴｉが入射してもよい。
　光ＬＴｉは、第１主面Ｆ１から光導波部１の内部に進入して、第２主面Ｆ２を介して光学素子３に入射する。そして、光学素子３は、光ＬＴｉのうち、一部の光ＬＴｒを光導波部１及び太陽電池５に向けて反射し、他の光ＬＴｔを透過する。ここでは、光導波部１及び光学素子３における吸収等の光損失は無視している。光学素子３で反射される光ＬＴｒは、例えば、所定波長の第１円偏光に相当する。また、光学素子３を透過する光ＬＴｔは、所定波長の第２円偏光と、所定波長とは異なる波長の光を含んでいる。ここでの所定波長とは、例えば紫外線、あるいは、赤外線である。なお、本明細書において、円偏光は、厳密な円偏光であってもよいし、楕円偏光に近似した円偏光であってもよい。
　光学素子３は、第１円偏光を、光導波部１における光導波条件を満足する進入角θで、光導波部１に向けて反射する。ここでの進入角θとは、光導波部１の内部で全反射を起こす臨界角θｃ以上の角度に相当する。進入角θは、光導波部１に直交する垂線に対する角度を示す。
　光ＬＴｒは、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を伝搬する。
　太陽電池５は、側面Ｆ３から出射した光ＬＴｒを受光し、発電する。
　図２は、光学素子３の構造を模式的に示す断面図である。なお、光導波部１は二点鎖線で示している。
　光学素子３は、複数の螺旋状構造体３１１を有している。複数の螺旋状構造体３１１の各々は、第１方向Ａ１に沿って延びている。つまり、複数の螺旋状構造体３１１の各々の螺旋軸ＡＸは、光導波部１の第２主面Ｆ２に対して略垂直である。螺旋軸ＡＸは、第１方向Ａ１に略平行である。複数の螺旋状構造体３１１の各々は、螺旋ピッチＰを有している。螺旋ピッチＰは、螺旋の１周期(３６０度）を示す。複数の螺旋状構造体３１１の各々は、複数の要素３１５を含んでいる。複数の要素３１５は、旋回しながら第１方向Ａ１に沿って螺旋状に積み重ねられている。
　光学素子３は、第２主面Ｆ２に対向する第１境界面３１７と、第１境界面３１７の反対側の第２境界面３１９と、第１境界面３１７と第２境界面３１９との間の複数の反射面３２１と、を有している。第１境界面３１７は、光導波部１を透過し第２主面Ｆ２から出射した光ＬＴｉが光学素子３に入射する面である。第１境界面３１７及び第２境界面３１９の各々は、螺旋状構造体３１１の螺旋軸ＡＸに対して略垂直である。第１境界面３１７及び第２境界面３１９の各々は、光導波部１（あるいは第２主面Ｆ２）に略平行である。
　第１境界面３１７は、螺旋状構造体３１１の両端部のうちの一端部ｅ１に位置する要素３１５を含んでいる。第１境界面３１７は、光導波部１と光学素子３との境界に位置している。第２境界面３１９は、螺旋状構造体３１１の両端部のうちの他端部ｅ２に位置する要素３１５を含んでいる。第２境界面３１９は、光学素子３と空気層との境界に位置している。
　図２に示す例では、複数の反射面３２１は、互いに略平行である。反射面３２１は、第１境界面３１７及び光導波部１（あるいは第２主面Ｆ２）に対して傾斜しており、一定方向に延びる略平面形状を有している。反射面３２１は、ブラッグの法則に従って、第１境界面３１７から入射した光ＬＴｉのうち一部の光ＬＴｒを選択反射する。具体的には、反射面３２１は、光ＬＴｒの波面ＷＦが反射面３２１と略平行になるように、光ＬＴｒを反射する。更に具体的には、反射面３２１は、第１境界面３１７に対する反射面３２１の傾斜角度φに応じて光ＬＴｒを反射する。
　反射面３２１は、次のように定義できる。すなわち、光学素子３において選択的に反射される所定波長の光（例えば円偏光）が感じる屈折率は、光が光学素子３の内部を進行するのに伴って徐々に変化する。このため、光学素子３においてフレネル反射が徐々に起こる。そして、複数の螺旋状構造体３１１において光が感じる屈折率が最も大きく変化する位置で、フレネル反射が最も強く起こる。つまり、反射面３２１は、光学素子３においてフレネル反射が最も強く起こる面に相当する。
　複数の螺旋状構造体３１１のうち、第２方向Ａ２に隣接する螺旋状構造体３１１の各々の要素３１５の配向方向は互いに異なっている。また、複数の螺旋状構造体３１１のうち、第２方向Ａ２に隣接する螺旋状構造体３１１の各々の空間位相は互いに異なっている。反射面３２１は、要素３１５の配向方向が揃った面、あるいは、空間位相が揃った面（等位相面）に相当する。つまり、複数の反射面３２１の各々は、第１境界面３１７あるいは光導波部１に対して傾斜している。
　なお、反射面３２１の形状は、図２に示したような平面形状に限らず、凹状や凸状の曲面形状であってもよく、特に限定されるものではない。また、反射面３２１の一部に凸凹を有していたり、反射面３２１の傾斜角度φが均一でなかったり、複数の反射面３２１が、規則的に整列していなかったりしてもよい。複数の螺旋状構造体３１１の空間位相分布に応じて、任意の形状の反射面３２１を構成することができる。
　本実施形態では、螺旋状構造体３１１は、コレステリック液晶である。要素３１５の各々は、液晶分子に相当する。図２では、図面の簡略化のため、１つの要素３１５は、Ｘ－Ｙ平面内に位置する複数の液晶分子のうち、平均的配向方向を向いている液晶分子を代表して示している。
　螺旋状構造体３１１であるコレステリック液晶は、選択反射帯域Δλに含まれる所定波長λの光のうち、コレステリック液晶の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光を反射する。例えば、コレステリック液晶の旋回方向が右回りの場合、所定波長λの光のうち、右回りの円偏光を反射し、左回りの円偏光を透過する。同様に、コレステリック液晶の旋回方向が左回りの場合、所定波長λの光のうち、左回りの円偏光を反射し、右回りの円偏光を透過する。
　コレステリック液晶の螺旋のピッチをＰ、液晶分子の異常光に対する屈折率をｎｅ、液晶分子の常光に対する屈折率をｎｏと記載すると、一般的に、垂直入射した光に対するコレステリック液晶の選択反射帯域Δλは、「ｎｏ＊Ｐ～ｎｅ＊Ｐ」で示される。なお、詳細には、コレステリック液晶の選択反射帯域Δλは、「ｎｏ＊Ｐ～ｎｅ＊Ｐ」の範囲に対して、反射面３２１の傾斜角度φや、第１境界面３１７への入射角度などに応じて変化する。
　光学素子３がコレステリック液晶によって構成される場合、例えば、光学素子３は薄膜として形成される。例えば、光学素子３は、複数の螺旋状構造体３１１を重合させることによって形成される。具体的には、光学素子３は、複数の要素（液晶分子）３１５を重合させることによって形成される。例えば、複数の液晶分子に光を照射することによって、複数の液晶分子を重合させる。
　又は、光学素子３は、所定の温度又は所定の濃度において液晶状態を示す高分子液晶材料を、液晶状態において複数の螺旋状構造体３１１を形成するように配向制御し、その後、配向を維持したまま固体に転移させることで形成される。
　光学素子３において、隣り合う螺旋状構造体３１１は、重合又は固体への転移によって、螺旋状構造体３１１の配向を維持したまま、つまり、螺旋状構造体３１１の空間位相を維持したまま、互いに結合している。その結果、光学素子３において、各液晶分子の配向方向が固定されている。
　図３は、太陽光発電装置１００を模式的に示す平面図である。
　図３には、螺旋状構造体３１１の空間位相の一例が示されている。ここに示す空間位相は、螺旋状構造体３１１に含まれる要素３１５のうち、第１境界面３１７に位置する要素３１５の配向方向として示している。
　第２方向Ａ２に沿って並んだ螺旋状構造体３１１の各々について、第１境界面３１７に位置する要素３１５の配向方向は互いに異なる。つまり、第１境界面３１７における螺旋状構造体３１１の空間位相は、第２方向Ａ２に沿って異なる。
　一方、第３方向Ａ３に沿って並んだ螺旋状構造体３１１の各々について、第１境界面３１７に位置する要素３１５の配向方向は略一致する。つまり、第１境界面３１７における螺旋状構造体３１１の空間位相は、第３方向Ａ３において略一致する。
　特に、第２方向Ａ２に並んだ螺旋状構造体３１１に着目すると、各要素３１５の配向方向は、一定角度ずつ異なっている。つまり、第１境界面３１７において、第２方向Ａ２に沿って並んだ複数の要素３１５の配向方向は、線形に変化している。したがって、第２方向Ａ２に沿って並んだ複数の螺旋状構造体３１１の空間位相は、第２方向Ａ２に沿って線形に変化している。その結果、図２に示した光学素子３のように、第１境界面３１７及び光導波部１に対して傾斜する反射面３２１が形成される。ここでの「線形に変化」は、例えば、要素３１５の配向方向の変化量が１次関数で表されることを示す。
　なお、ここでの要素３１５の配向方向とは、螺旋状構造体３１１がコレステリック液晶の場合、Ｘ－Ｙ平面における液晶分子の長軸方向に相当する。
　ここで、図３に示すように、第１境界面３１７において、第２方向Ａ２に沿って要素３１５の配向方向が１８０度だけ変化するときの２つの螺旋状構造体３１１の間隔を螺旋状構造体３１１の周期Ｔと定義する。なお、図３においてＤＰは要素３１５の旋回方向を示している。図２に示した反射面３２１の傾斜角度φは、周期Ｔ及び螺旋ピッチＰによって適宜設定される。
　　（変形例１）　
　図４は、変形例１に係る光学素子３を模式的に示す断面図である。
　図４に示す変形例１は、上記の図２に示した構成例と比較して、螺旋状構造体３１１の螺旋軸ＡＸが光導波部１あるいは第２主面Ｆ２あるいは第１境界面３１７に対して傾斜している点で相違している。また、図４に示す変形例１では、第１境界面３１７あるいはＸ－Ｙ平面内での螺旋状構造体３１１の空間位相は略一致している。その他、変形例１に係る螺旋状構造体３１１は、上記した構成例に係る螺旋状構造体３１１と同様の特性を有している。
　このような変形例１では、光学素子３は、光導波部１を介して入射した光ＬＴｉのうち、一部の光ＬＴｒを螺旋軸ＡＸの傾斜に応じた反射角で反射し、その他の光ＬＴｔを透過する。
　　（変形例２）　
　図５は、変形例２に係る光学素子３を模式的に示す断面図である。
　図５に示す変形例２は、上記の図４に示した変形例１と比較して、第１境界面３１７あるいはＸ－Ｙ平面内での螺旋状構造体３１１の空間位相が第２方向Ａ２に沿って異なる点で相違している。その他、変形例１に係る螺旋状構造体３１１は、上記した構成例に係る螺旋状構造体３１１と同様の特性を有している。
　このような変形例２では、光学素子３は、光導波部１を介して入射した光ＬＴｉのうち、一部の光ＬＴｒを螺旋軸ＡＸの傾斜に応じた反射角で反射し、その他の光ＬＴｔを透過する。
　以下に、いくつかの実施形態について説明する。なお、各実施形態においては、螺旋状構造体がコレステリック液晶であるものとして説明する。
　　《実施形態１》　
　図６は、実施形態１に係る太陽光発電装置１００の主要部を模式的に示す断面図である。なお、光導波部１は二点鎖線で示している。
　ここでは、建造物に取り付けられた太陽光発電装置１００を想定し、太陽光発電装置１００は図中のＹ軸が鉛直線に沿うように設置されたものとする。このとき、窓ガラスとしての光導波部１は屋外側に配置され、光学素子３は屋内側に配置されている。窓ガラスがペアガラスやトリプルガラスといった多層ガラスとして構成されている場合には、光導波部１は、最も屋外側に配置される。
　このような光導波部１において、第１主面Ｆ１は屋外側に位置し、第２主面Ｆ２は屋内側に位置している。ここで、鉛直下方つまり床側を「下」とし、鉛直上方つまり天井側を「上」とする。
　光導波部１は、側面Ｆ３の一部として、下側面Ｆ３１と、上側面Ｆ３２と、を有している。下側面Ｆ３１は、屋内にいる人間が太陽光発電装置１００を介して屋外を観察したときに、地平線よりも下側に位置する側面に相当する。上側面Ｆ３２は、屋内にいる人間が太陽光発電装置１００を介して屋外を観察したときに、地平線よりも上側に位置する側面に相当する。
　光学素子３において、反射面３２１は、Ｙ軸に対して傾斜している。図６に示す例では、連続する反射面３２１は、床側において屋内側に近接し、天井側において屋外側に近接するように傾斜している。あるいは、Ｙ軸と交差する反射面３２１において、反射面３２１とＹ軸との交点Ｃよりも床側の反射面３２１は屋内側に向かって延び、交点Ｃよりも天井側の反射面３２１は屋外側に向かって延びている。このため、反射面３２１の法線Ｎは、屋内側では上方に傾き、屋外側では下方に傾いている。
　ここで、光学素子３におけるコレステリック液晶３１１の選択反射帯域が中心波長λ０を含む帯域Δλ０に設定されている場合について検討する。尚、選択反射帯域Δλ０は、螺旋ピッチＰが小さいほど紫外線寄りの帯域とされ、螺旋ピッチＰが大きいほど赤外線寄りの帯域とされる。螺旋ピッチＰと選択反射帯域Δλ０との関係は、反射面３２１への光の入射角度および反射面３２１の光導波部１と光学素子３との界面に対する角度にも依存するが、一例として、螺旋ピッチＰが１５０ｎｍ～２５０ｎｍのときの選択反射帯域Δλ０は紫外線の帯域とされ、螺旋ピッチＰが２５０ｎｍ～５００ｎｍのときの選択反射帯域Δλ０は可視光の帯域とされ、螺旋ピッチＰが５００ｎｍ～９００ｎｍのときの選択反射帯域Δλ０は赤外線の帯域とされる。
　選択反射帯域Δλ０の光が太陽光発電装置１００に垂直入射した場合、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度はθ０である。選択反射帯域Δλ０の光が太陽光発電装置１００に対して斜め方向から入射した場合、選択反射帯域はシフトする。ここで、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度がθ０よりも大きい場合に選択反射帯域は短波長側へシフトし、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度がθ０よりも小さい場合に選択反射帯域は長波長側へシフトするように反射面３２１の角度が設定される。尚、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度が法線Ｎよりも下側になると選択反射帯域は短波長側へシフトするようになる。
　従って、太陽光のように太陽光発電装置１００に対して斜め上方向から光が入射する場合、法線Ｎに対する入射角度θ１は、入射角度θ０よりも大きい。この場合、太陽光発電装置１００に入射した光の選択反射帯域Δλ１の中心波長λ１は、中心波長λ０より短波長である。つまり、選択反射帯域Δλ１は、選択反射帯域Δλ０よりも短波長側にシフトしている。
　また、太陽光発電装置１００に対して斜め下方向から光が入射する場合、法線Ｎに対する入射角度θ２は、入射角度θ０よりも小さい。この場合、太陽光発電装置１００に入射した光の選択反射帯域Δλ２の中心波長λ２は、中心波長λ０より長波長である。つまり、選択反射帯域Δλ２は、選択反射帯域Δλ０よりも長波長側にシフトしている。
　図６に示す光学素子３が適用された太陽光発電装置１００においては、選択反射帯域Δλ０は紫外線の帯域に設定されることが望ましい。すなわち、発電に利用される太陽光は、太陽光発電装置１００に対して斜め上方向から入射する。しかも、光学素子３の選択反射帯域Δλ０は、斜め上方向から入射する光に関して、短波長側にシフトする。このため、選択反射帯域Δλ０が紫外線の帯域に設定されることにより、選択反射帯域Δλ０が短波長側にシフトした場合に、可視光（特に青成分）がほとんど選択反射帯域に含まれることがない。これにより、太陽光発電装置１００の表面の色付きを抑制することができる。また、太陽光発電装置１００を透過した光の着色を抑制することができる。したがって、透明窓ガラスとしての外観の品位低下が抑制される。
　　《実施形態１－第１構成例》　
　図７は、第１構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図７に示す第１構成例の太陽光発電装置１００において、太陽電池５１は、光導波部１の下側面Ｆ３１と対向するように配置されている。実施形態１で説明する光学素子３Ｕは、上記の光学素子３と同等の機能を発揮するものである。光学素子３Ｕにおいて、反射面３２１は、第１境界面３１７に対して傾斜している。第１境界面３１７に対する反射面３２１の傾斜角度φ１は、太陽電池５１側（あるいは第１境界面３１７の法線Ｎ１より下側）に鋭角である。あるいは、第１境界面３１７の法線Ｎ１と反射面３２１とのなす角度α１は、法線Ｎ１より下側に鋭角である。
　図７では、光学素子３Ｕに含まれるコレステリック液晶３１１に関して、第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１を拡大して模式的に示している。コレステリック液晶３１１は、選択反射帯域として紫外線Ｕを反射するべく、Ｚ軸に沿って第１螺旋ピッチＰ１を有している。光学素子３Ｕにおいて、コレステリック液晶３１１の第１螺旋ピッチＰ１は、Ｚ軸に沿ってほとんど変化することなく一定である。
　このようなコレステリック液晶３１１は、例えば、選択反射帯域である紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１を反射するように構成されている。上記の通り、第１旋回方向が左回りの場合、コレステリック液晶３１１は、紫外線Ｕのうち、左回りの第１円偏光Ｕ１を反射する。また、第１旋回方向が右回りの場合、コレステリック液晶３１１は、紫外線Ｕのうち、右回りの第１円偏光Ｕ１を反射する。
　このような第１構成例の太陽光発電装置１００において、斜め上方向から太陽光が入射した場合、太陽光のうち紫外線Ｕは、第１主面Ｆ１から光導波部１の内部に進入して、第２主面Ｆ２を介して光学素子３Ｕに入射する。そして、光学素子３Ｕは、反射面３２１において、紫外線Ｕのうち、第１円偏光Ｕ１を光導波部１及び太陽電池５１に向けて反射する。また、光学素子３Ｕは、紫外線Ｕの第２円偏光Ｕ２を透過する。反射された第１円偏光Ｕ１は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を下側に伝搬する。太陽電池５１は、下側面Ｆ３１から出射した紫外線Ｕを受光して発電する。
　次に、太陽光に含まれる可視光Ｖ及び赤外線Ｉについて、図８を参照しながら説明する。可視光Ｖ及び赤外線Ｉは、光導波部１を透過した後に光学素子３Ｕに入射する。光学素子３Ｕは、図７に示したように選択反射帯域Δλ０が紫外線Ｕとなるように第１螺旋ピッチＰ１が設定されているため、可視光Ｖ及び赤外線Ｉについて、ほとんど反射・回折することなく、透過する。このため、第１構成例では、可視光Ｖ及び赤外線Ｉは、発電に利用されない。
　このような第１構成例によれば、紫外線Ｕを利用して効率よく発電することができる。また、太陽光発電装置１００は、可視光Ｖの主要な成分である第１成分（青成分）、第２成分（緑成分）、及び、第３成分（赤成分）の各々を透過する。このため、太陽光発電装置１００を透過した光の着色を抑制することができる。また、太陽光発電装置１００における可視光Ｖの透過率の低下を抑制することができる。
　　《実施形態１－第２構成例》　
　図９は、第２構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図９に示す第２構成例は、図７に示した第１構成例と比較して、太陽光発電装置１００が紫外線カット層ＵＣを備えた点で相違している。紫外線カット層ＵＣは、光学素子３Ｕの屋内側の面つまり第２境界面３１９と対向するように配置されている。つまり、光学素子３Ｕは、光導波部１と紫外線カット層ＵＣとの間に位置している。
　また、第２構成例の太陽光発電装置１００は、太陽電池５１の他に、太陽電池５２を備えている。太陽電池５２は、光導波部１の上側面Ｆ３２と対向するように配置されている。
　このような第２構成例の太陽光発電装置１００において、第１円偏光Ｕ１及び第２円偏光Ｕ２を含む紫外線Ｕは、第１主面Ｆ１から光導波部１の内部に進入して、第２主面Ｆ２を介して光学素子３Ｕに入射する。そして、光学素子３Ｕは、反射面３２１において第１円偏光Ｕ１を光導波部１及び太陽電池５１に向けて反射し、第２円偏光Ｕ２を透過する。反射された第１円偏光Ｕ１は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を下側に伝搬する。太陽電池５１は、下側面Ｆ３１から出射した紫外線Ｕを受光して発電する。
　一方、光学素子３Ｕを透過した第２円偏光Ｕ２は、紫外線カット層ＵＣに入射し、紫外線カット層ＵＣの内部において反射を繰り返しながら、再び光学素子３Ｕに入射する。光学素子３Ｕにおいて、第１境界面３１７側からの入射光と、第２境界面３１９側からの入射光とでは、反射回折される方向が逆となる。つまり、紫外線カット層ＵＣから光学素子３Ｕに入射した光は、反射面３２１において、光導波部１及び太陽電池５２に向けて反射される。この反射光は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を上側に伝搬する。太陽電池５２は、上側面Ｆ３２から出射した紫外線Ｕを受光して発電する。
　このような第２構成例によれば、紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１のみならず第２円偏光Ｕ２を利用して発電することができる。また、太陽光発電装置１００において、紫外線Ｕの屋内への透過を抑制することができる。
　　《実施形態１－第３構成例》　
　図１０は、第３構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図１０に示す第３構成例は、図７に示した第１構成例と比較して、光学素子３Ｕが、第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ａを有する第１層３Ａと、第１旋回方向とは逆回りの第２旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｂを有する第２層３Ｂと、を有している点で相違している。第１層３Ａ及び第２層３Ｂは、Ｚ軸に沿って重なっている。なお、第１層３Ａと第２層３Ｂとの間には、配向膜等の薄膜が介在していてもよい。第１層３Ａは、光導波部１と第２層３Ｂとの間に位置している。第１境界面３１７は光導波部１と第１層３Ａとの間に位置し、第２境界面３１９は第１層３Ａと第２層３Ｂとの間に位置している。
　第１層３Ａにおける反射面３２１Ａは、第１境界面３１７に対して傾斜している。第１境界面３１７に対する反射面３２１Ａの傾斜角度φＡは、太陽電池５１側に鋭角である。第１層３Ａに含まれるコレステリック液晶３１１Ａは、拡大して模式的に示すように、第１旋回方向に旋回している。このようなコレステリック液晶３１１Ａは、選択反射帯域のうち、第１旋回方向の第１円偏光を反射するように構成されている。
　第２層３Ｂにおける反射面３２１Ｂは、第２境界面３１９に対して傾斜している。第２境界面３１９に対する反射面３２１Ｂの傾斜角度φＢは、太陽電池５１側に鋭角である。傾斜角度φＢは、傾斜角度φＡと同一でもよいし、傾斜角度φＡと異なっていてもよい。つまり、反射面３２１Ｂは、反射面３２１Ａと平行である場合もあり得るし、反射面３２１Ａとは平行でない場合もあり得る。第２層３Ｂに含まれるコレステリック液晶３１１Ｂは、拡大して模式的に示すように、第２旋回方向に旋回している。このようなコレステリック液晶３１１Ｂは、選択反射帯域のうち、第２旋回方向の第２円偏光を反射するように構成されている。
　コレステリック液晶３１１Ａ及び３１１Ｂは、ともに選択反射帯域として紫外線Ｕを反射するべく、Ｚ軸に沿って第１螺旋ピッチＰ１を有している。つまり、コレステリック液晶３１１Ａ及びコレステリック液晶３１１Ｂのそれぞれの螺旋ピッチは、実質同等である。これにより、第１層３Ａのコレステリック液晶３１１Ａは紫外線Ｕのうちの第１円偏光Ｕ１を反射し、第２層３Ｂのコレステリック液晶３１１Ｂは紫外線Ｕのうちの第２円偏光Ｕ２を反射する。
　このような第３構成例によれば、紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１のみならず第２円偏光Ｕ２を利用して発電することができる。また、太陽光発電装置１００において、紫外線Ｕの屋内への透過を抑制することができる。
　　《実施形態２》　
　図１１は、実施形態２に係る太陽光発電装置１００の主要部を模式的に示す断面図である。なお、光導波部１は二点鎖線で示している。
　第２実施形態においても第１実施形態と同様に、太陽光発電装置１００は図中のＹ軸が鉛直線に沿うように設置されたものとする。
　光学素子３において、反射面３２１は、Ｙ軸に対して傾斜している。図１１に示す例では、連続する反射面３２１は、床側において屋外側に近接し、天井側において屋内側に近接するように傾斜している。あるいは、Ｙ軸と交差する反射面３２１において、反射面３２１とＹ軸との交点Ｃよりも床側の反射面３２１は屋外側に向かって延び、交点Ｃよりも天井側の反射面３２１は屋内側に向かって延びている。このため、反射面３２１の法線Ｎは、屋外側では上方に傾き、屋内側では下方に傾いている。
　このような光学素子３におけるコレステリック液晶３１１の選択反射帯域が中心波長λ０を含む帯域Δλ０に設定されている場合について検討する。
　選択反射帯域Δλ０の光が太陽光発電装置１００に垂直入射した場合、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度はθ０である。選択反射帯域Δλ０の光が太陽光発電装置１００に対して斜め方向から入射した場合、実施形態１と同様に、選択反射帯域はシフトする。ここで、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度がθ０よりも大きい場合に選択反射帯域は短波長側へシフトし、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度がθ０よりも小さい場合に選択反射帯域は長波長側へシフトするように反射面３２１の角度が設定される。尚、反射面３２１の法線Ｎに対する入射角度が法線Ｎよりも上側になると選択反射帯域は短波長側へシフトするようになる。
　太陽光のように太陽光発電装置１００に対して斜め上方向から光が入射する場合、法線Ｎに対する入射角度θ１は、入射角度θ０よりも小さい。この場合、太陽光発電装置１００に入射した光の選択反射帯域Δλ１の中心波長λ１は、中心波長λ０より長波長である。つまり、選択反射帯域Δλ１は、選択反射帯域Δλ０よりも長波長側にシフトしている。
　また、太陽光発電装置１００に対して斜め下方向から光が入射する場合、法線Ｎに対する入射角度θ２は、入射角度θ０よりも大きい。この場合、太陽光発電装置１００に入射した光の選択反射帯域Δλ２の中心波長λ２は、中心波長λ０より短波長である。つまり、選択反射帯域Δλ２は、選択反射帯域Δλ０よりも短波長側にシフトしている。
　図１１に示す光学素子３が適用された太陽光発電装置１００においては、選択反射帯域Δλ０は赤外線の帯域に設定されることが望ましい。すなわち、発電に利用される太陽光は、太陽光発電装置１００に対して斜め上方向から入射する。しかも、光学素子３の選択反射帯域Δλ０は、斜め上方向から入射する光に関して、長波長側にシフトする。このため、選択反射帯域Δλ０が赤外線の帯域に設定されることにより、選択反射帯域Δλ０が長波長側にシフトした場合に、可視光（特に赤成分）がほとんど選択反射帯域に含まれることがない。これにより、太陽光発電装置１００の表面の色付きを抑制することができる。また、太陽光発電装置１００を透過した光の着色を抑制することができる。したがって、透明窓ガラスとしての外観の品位低下が抑制される。
　　《実施形態２－第４構成例》　
　図１２は、第４構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図１２に示す第４構成例の太陽光発電装置１００において、太陽電池５２は、光導波部１の上側面Ｆ３２と対向するように配置されている。実施形態２で説明する光学素子３Ｉは、上記の光学素子３と同等の機能を発揮するものである。光学素子３Ｉにおいて、反射面３２１は、第１境界面３１７に対して傾斜している。第１境界面３１７に対する反射面３２１の傾斜角度φ２は、太陽電池５２側（あるいは第１境界面３１７の法線Ｎ２より上側）に鋭角である。あるいは、第１境界面３１７の法線Ｎ２と反射面３２１とのなす角度α２は、法線Ｎ１より上側に鋭角である。
　図１２では、光学素子３Ｉに含まれるコレステリック液晶３１１に関して、第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１を拡大して模式的に示している。コレステリック液晶３１１は、選択反射帯域として赤外線Ｉを反射するべく、Ｚ軸に沿って第２螺旋ピッチＰ２を有している。光学素子３Ｉにおいて、コレステリック液晶３１１の第２螺旋ピッチＰ２は、Ｚ軸に沿ってほとんど変化することなく一定である。
　このようなコレステリック液晶３１１は、例えば、選択反射帯域である赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１を反射するように構成されている。上記の通り、第１旋回方向が左回りの場合、コレステリック液晶３１１は、赤外線Ｉのうち、左回りの第１円偏光Ｉ１を反射する。また、第１旋回方向が右回りの場合、コレステリック液晶３１１は、赤外線Ｉのうち、右回りの第１円偏光Ｉ１を反射する。
　このような第４構成例の太陽光発電装置１００において、斜め上方向から太陽光が入射した場合、太陽光のうち赤外線Ｉは、第１主面Ｆ１から光導波部１の内部に進入して、第２主面Ｆ２を介して光学素子３Ｉに入射する。そして、光学素子３Ｉは、反射面３２１において、赤外線Ｉのうち、第１円偏光Ｉ１を光導波部１及び太陽電池５２に向けて反射する。また、光学素子３Ｉは、赤外線Ｉの第２円偏光Ｉ２を透過する。反射された第１円偏光Ｉ１は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を上側に伝搬する。太陽電池５２は、上側面Ｆ３２から出射した赤外線Ｉを受光して発電する。
　次に、太陽光に含まれる可視光Ｖ及び紫外線Ｕについて、図１３を参照しながら説明する。可視光Ｖ及び紫外線Ｕは、光導波部１を透過した後に光学素子３Ｉに入射する。光学素子３Ｉは、図１２に示したように赤外線Ｉを反射するように第２螺旋ピッチＰ２が設定されているため、可視光Ｖ及び紫外線Ｕについて、ほとんど反射・回折することなく、透過する。このため、第４構成例では、可視光Ｖ及び紫外線Ｕは、発電に利用されない。
　このような第４構成例によれば、赤外線Ｉを利用して効率よく発電することができる。また、太陽光発電装置１００は、可視光Ｖの主要な成分である第１成分（青成分）、第２成分（緑成分）、及び、第３成分（赤成分）の各々を透過する。このため、太陽光発電装置１００を透過した光の着色を抑制することができる。また、太陽光発電装置１００における可視光Ｖの透過率の低下を抑制することができる。
　　《実施形態２－第５構成例》　
　図１４は、第５構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図１４に示す第５構成例は、図１２に示した第４構成例と比較して、太陽光発電装置１００が赤外線カット層ＩＣを備えた点で相違している。赤外線カット層ＩＣは、光学素子３Ｉの屋内側の面つまり第２境界面３１９と対向するように配置されている。つまり、光学素子３Ｉは、光導波部１と赤外線カット層ＩＣとの間に位置している。
　また、第５構成例の太陽光発電装置１００は、太陽電池５２の他に、太陽電池５１を備えている。太陽電池５１は、光導波部１の下側面Ｆ３１と対向するように配置されている。
　このような第５構成例の太陽光発電装置１００において、第１円偏光Ｉ１及び第２円偏光Ｉ２を含む赤外線Ｉは、第１主面Ｆ１から光導波部１の内部に進入して、第２主面Ｆ２を介して光学素子３Ｉに入射する。そして、光学素子３Ｉは、反射面３２１において第１円偏光Ｉ１を光導波部１及び太陽電池５２に向けて反射し、第２円偏光Ｉ２を透過する。反射された第１円偏光Ｉ１は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を上側に伝搬する。太陽電池５２は、上側面Ｆ３２から出射した赤外線Ｉを受光して発電する。
　一方、光学素子３Ｉを透過した第２円偏光Ｉ２は、赤外線カット層ＩＣに入射し、赤外線カット層ＩＣの内部において反射を繰り返しながら、再び光学素子３Ｉに入射する。光学素子３Ｉにおいて、第１境界面３１７側からの入射光と、第２境界面３１９側からの入射光とでは、反射回折される方向が逆となる。つまり、赤外線カット層ＩＣから光学素子３Ｉに入射した光は、反射面３２１において、光導波部１及び太陽電池５１に向けて反射される。この反射光は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を下側に伝搬する。太陽電池５１は、下側面Ｆ３１から出射した赤外線Ｉを受光して発電する。
　このような第５構成例によれば、赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１のみならず第２円偏光Ｉ２を利用して発電することができる。また、太陽光発電装置１００において、赤外線Ｉの屋内への透過を抑制することができる。
　　《実施形態２－第６構成例》　
　図１５は、第６構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図１５に示す第６構成例は、図１２に示した第４構成例と比較して、光学素子３Ｉが、第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｃを有する第１層３Ｃと、第２旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｄを有する第２層３Ｄと、を有している点で相違している。第１層３Ｃ及び第２層３Ｄは、Ｚ軸に沿って重なっている。なお、第１層３Ｃと第２層３Ｄとの間には、配向膜等の薄膜が介在していてもよい。第１層３Ｃは、光導波部１と第２層３Ｄとの間に位置している。第１境界面３１７は光導波部１と第１層３Ｃとの間に位置し、第２境界面３１９は第１層３Ｃと第２層３Ｄとの間に位置している。
　第１層３Ｃにおける反射面３２１Ｃは、第１境界面３１７に対して傾斜している。第１境界面３１７に対する反射面３２１Ｃの傾斜角度φＣは、太陽電池５２側に鋭角である。第１層３Ｃに含まれるコレステリック液晶３１１Ｃは、拡大して模式的に示すように、第１旋回方向に旋回している。このようなコレステリック液晶３１１Ｃは、選択反射帯域のうち、第１旋回方向の第１円偏光を反射するように構成されている。
　第２層３Ｄにおける反射面３２１Ｄは、第２境界面３１９に対して傾斜している。第２境界面３１９に対する反射面３２１Ｄの傾斜角度φＤは、太陽電池５２側に鋭角である。傾斜角度φＤは、傾斜角度φＣと同一でもよいし、傾斜角度φＣと異なっていてもよい。つまり、反射面３２１Ｄは、反射面３２１Ｃと平行である場合もあり得るし、反射面３２１Ｃとは平行でない場合もあり得る。第２層３Ｄに含まれるコレステリック液晶３１１Ｄは、拡大して模式的に示すように、第２旋回方向に旋回している。このようなコレステリック液晶３１１Ｄは、選択反射帯域のうち、第２旋回方向の第２円偏光を反射するように構成されている。
　コレステリック液晶３１１Ｃ及び３１１Ｄは、ともに選択反射帯域として赤外線Ｉを反射するべく、Ｚ軸に沿って第２螺旋ピッチＰ２を有している。つまり、コレステリック液晶３１１Ｃ及びコレステリック液晶３１１Ｄのそれぞれの螺旋ピッチは、実質同等である。これにより、第１層３Ｃのコレステリック液晶３１１Ｃは赤外線Ｉのうちの第１円偏光Ｉ１を反射し、第２層３Ｄのコレステリック液晶３１１Ｄは赤外線Ｉのうちの第２円偏光Ｉ２を反射する。
　このような第６構成例によれば、赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１のみならず第２円偏光Ｉ２を利用して発電することができる。また、太陽光発電装置１００において、赤外線Ｉの屋内への透過を抑制することができる。
　　《実施形態３》　
　以下に説明する実施形態３に係る太陽光発電装置１００は、光導波部１と、複数の光学素子を備えた光学素子群３Ｇと、光導波部１の下側面Ｆ３１と対向する第１太陽電池５１と、光導波部１の上側面Ｆ３２と対向する第２太陽電池５２と、を備えている。
　光学素子群３Ｇは、選択反射帯域が互いに異なる複数の光学素子を含んでいる。一例では、光学素子群３Ｇは、選択反射帯域が紫外線Ｕである第１光学素子３Ｕと、選択反射帯域が赤外線Ｉである第２光学素子３Ｉと、を含んでいる。
　第１太陽電池５１及び第２太陽電池５２は、吸収波長のピークが異なることが望ましい。一例では、第１太陽電池５１は紫外線に対する感度が高くなるように構成され、第２太陽電池５２は赤外線に対する感度が高くなるように構成されている。
　以下、いくつかの構成例について説明する。
　　《実施形態３－第７構成例》　
　図１６Ａは、第７構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　第７構成例の太陽光発電装置１００において、光学素子群３Ｇは、第２主面Ｆ２と対向するように配置されている。第１光学素子３Ｕ及び第２光学素子３Ｉは、Ｚ軸に沿って重なっている。なお、第１光学素子３Ｕと第２光学素子３Ｉとの間には、配向膜等の薄膜が介在していてもよい。図１６Ａに示す例では、第２光学素子３Ｉが光導波部１と第１光学素子３Ｕとの間に位置しているが、図１６Ｂに示す例のように第１光学素子３Ｕが光導波部１と第２光学素子３Ｉとの間に位置していてもよい。なお、以下では、図１６Ａに示した構成に基づいて説明する。
　第１光学素子３Ｕの反射面３２１Ｕは、光導波部１と光学素子群３Ｇとの間の第１境界面３１７に対して傾斜している。第１境界面３１７に対する反射面３２１Ｕの傾斜角度φ１は、第１太陽電池５１側に鋭角である。第１光学素子３Ｕに含まれるコレステリック液晶３１１Ｕは、例えば第１旋回方向に旋回し、選択反射帯域として紫外線Ｕを反射するべく、Ｚ軸に沿って第１螺旋ピッチＰ１を有している。このようなコレステリック液晶３１１Ｕは、例えば、選択反射帯域である紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１を反射するように構成されている。
　第２光学素子３Ｉの反射面３２１Ｉは、第１境界面３１７に対して傾斜している。第１境界面３１７に対する反射面３２１Ｉの傾斜角度φ２は、第２太陽電池５２側に鋭角である。第２光学素子３Ｉに含まれるコレステリック液晶３１１Ｉは、例えば第１旋回方向に旋回し、選択反射帯域として赤外線Ｉを反射するべく、Ｚ軸に沿って第２螺旋ピッチＰ２を有している。第２螺旋ピッチＰ２は第１螺旋ピッチＰ１とは異なり、第２螺旋ピッチＰ２は第１螺旋ピッチＰ１より大きい（Ｐ１＜Ｐ２）。このようなコレステリック液晶３１１Ｉは、例えば、選択反射帯域である赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１を反射するように構成されている。
　なお、第１光学素子３Ｕの詳細は実施形態１で述べた通りであり、第２光学素子３Ｉの詳細は実施形態２で述べた通りである。
　第１太陽電池５１は下側面Ｆ３１と対向するように配置され、第２太陽電池５２は上側面Ｆ３２と対向するように配置されている。第１太陽電池５１及び第２太陽電池５２の各々は、例えば、シリコン系太陽電池である。一例では、第１太陽電池５１はアモルファスシリコンを備え、第２太陽電池５２は多結晶シリコンを備えている。
　多結晶シリコンとアモルファスシリコンとを比較した場合、それぞれの吸収波長のピークが異なる。すなわち、アモルファスシリコンの吸収波長のピークは約４５０ｎｍ付近であり、多結晶シリコンの吸収波長のピークは約７００ｎｍ付近である。つまり、アモルファスシリコンは、多結晶シリコンと比較して、紫外線Ｕの吸収率が高い。このため、第１太陽電池５１は、紫外線Ｕによる発電に好適である。また、多結晶シリコンは、アモルファスシリコンと比較して、赤外線Ｉの吸収率が高い。このため、第２太陽電池５２は、赤外線Ｉによる発電に好適である。なお、第１太陽電池５１及び第２太陽電池５２の各々の構成は、これらに限定されるものではない。
　このような第７構成例の太陽光発電装置１００において、斜め上方向から太陽光が入射した場合、太陽光のうち赤外線Ｉは、第１主面Ｆ１から光導波部１の内部に進入して、第２主面Ｆ２を介して第２光学素子３Ｉに入射する。そして、第２光学素子３Ｉは、反射面３２１Ｉにおいて、赤外線Ｉのうち、第１円偏光Ｉ１を光導波部１及び第２太陽電池５２に向けて反射する。第２光学素子３Ｉは、赤外線Ｉの第２円偏光Ｉ２を透過する。また、第１光学素子３Ｕも、第２円偏光Ｉ２を透過する。反射された第１円偏光Ｉ１は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を上側に伝搬する。第２太陽電池５２は、上側面Ｆ３２から出射した赤外線Ｉを受光して発電する。
　次に、太陽光に含まれる可視光Ｖについて、図１７を参照しながら説明する。可視光Ｖは、光導波部１を透過した後に第２光学素子３Ｉに入射する。第２光学素子３Ｉは、図１６に示したように赤外線Ｉを反射するように第２螺旋ピッチＰ２が設定されているため、可視光Ｖについて、ほとんど反射・回折することなく、透過する。可視光Ｖは、第２光学素子３Ｉを透過した後に第１光学素子３Ｕに入射する。第１光学素子３Ｕは、図１６に示したように紫外線Ｕを反射するように第１螺旋ピッチＰ１が設定されているため、可視光Ｖについて、ほとんど反射・回折することなく、透過する。このため、第７構成例では、可視光Ｖは、発電に利用されない。
　次に、太陽光に含まれる紫外線Ｕについて、図１８を参照しながら説明する。紫外線Ｕは、光導波部１を透過した後に第２光学素子３Ｉに入射する。第２光学素子３Ｉは、紫外線Ｕについて、ほとんど反射・回折することなく、透過する。紫外線Ｕは、第２光学素子３Ｉを透過した後に第１光学素子３Ｕに入射する。
　第１光学素子３Ｕは、反射面３２１Ｕにおいて、紫外線Ｕのうち、第１円偏光Ｕ１を光導波部１及び第１太陽電池５１に向けて反射する。また、第１光学素子３Ｕは、第２円偏光Ｕ２を透過する。反射された第１円偏光Ｕ１は、第２主面Ｆ２から光導波部１の内部に進入し、光導波部１において反射を繰り返しながら光導波部１の内部を下側に伝搬する。第１太陽電池５１は、下側面Ｆ３１から出射した紫外線Ｕを受光して発電する。
　このような第７構成例によれば、赤外線Ｉ及び紫外線Ｕを利用して効率よく発電することができる。また、太陽光発電装置１００は、可視光Ｖのほとんどの成分を透過する。このため、太陽光発電装置１００を透過した光の着色を抑制することができる。また、太陽光発電装置１００における可視光Ｖの透過率の低下を抑制することができる。
　また、図１６Ｂに示したように、紫外線Ｕを反射するべく構成された第１光学素子３Ｕが光導波部１と第２光学素子３Ｉとの間に設けられることにより、第２光学素子３Ｉの紫外線による劣化が抑制される。
　　《実施形態３－第８構成例》　
　図１９は、第８構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図１９に示す第８構成例は、図１６Ａに示した第７構成例と比較して、太陽光発電装置１００が光学素子群３Ｇに対向する光学層ＯＬを備えた点で相違している。光学層ＯＬは、屋内側に位置している。つまり、光学素子群３Ｇは、光導波部１と光学層ＯＬとの間に位置している。
　第８構成例の光学層ＯＬは、紫外線カット層ＵＣ及び赤外線カット層ＩＣを備えている。紫外線カット層ＵＣは、赤外線カット層ＩＣに重なっている。図１９に示す例では、紫外線カット層ＵＣが光学素子群３Ｇと赤外線カット層ＩＣとの間に位置しているが、赤外線カット層ＩＣが光学素子群３Ｇと紫外線カット層ＵＣとの間に位置していてもよい。
　なお、紫外線カット層ＵＣの詳細は実施形態１で述べた通りであり、赤外線カット層ＩＣの詳細は実施形態２で述べた通りである。
　このような第８構成例によれば、紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１及び第２円偏光Ｕ２を利用して発電することができる。加えて、赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１及び第２円偏光Ｉ２を利用して発電することができる。また、太陽光発電装置１００において、紫外線Ｕ及び赤外線Ｉの屋内への透過を抑制することができる。
　この第８構成例では、光学層ＯＬが紫外線カット層ＵＣ及び赤外線カット層ＩＣの双方を備えている場合について説明したが、光学層ＯＬは紫外線カット層ＵＣ及び赤外線カット層ＩＣのいずれか一方を備えたものであってもよい。
　例えば、図２０Ａに示す変形例では、太陽光発電装置１００は、光学層として紫外線カット層ＵＣを備えている。紫外線カット層ＵＣは、光学素子群３Ｇと対向するように配置されている。これにより、紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１及び第２円偏光Ｕ２を利用して発電できるとともに、紫外線Ｕの屋内への透過を抑制することができる。
　また、図２０Ｂに示す変形例では、太陽光発電装置１００は、光学層として赤外線カット層ＩＣを備えている。赤外線カット層ＩＣは、光学素子群３Ｇと対向するように配置されている。これにより、赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１及び第２円偏光Ｉ２を利用して発電できるとともに、赤外線Ｉの屋内への透過を抑制することができる。
　　《実施形態３－第９構成例》　
　図２１は、第９構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図２１に示す第９構成例は、図１６Ａに示した第７構成例と比較して、第１光学素子３Ｕが第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｕを有し、第２光学素子３Ｉが第２旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｉを有している点で相違している。つまり、コレステリック液晶３１１Ｕ及びコレステリック液晶３１１Ｉは、互いに逆回りに旋回している。
　第１光学素子３Ｕは、反射面３２１Ｕにおいて、紫外線Ｕのうち、第１旋回方向の第１円偏光Ｕ１を反射し、第２旋回方向の第２円偏光Ｕ２を透過する。第２光学素子３Ｉは、反射面３２１Ｉにおいて、赤外線Ｉのうち、第２旋回方向の第２円偏光Ｉ２を反射し、第１旋回方向の第１円偏光Ｉ１を透過する。
　このような第９構成例においても、上記の第７構成例と同様の効果が得られる。
　　《実施形態３－第１０構成例》　
　図２２は、第１０構成例に係る太陽光発電装置１００を模式的に示す断面図である。
　図２２に示す第１０構成例は、図１６Ａに示した第７構成例と比較して、第１光学素子３Ｕ及び第２光学素子３Ｉの各々が第１層及び第２層を有している点で相違している。
　すなわち、第１光学素子３Ｕは、図１０に示した第３構成例と同様に構成され、第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ａを有する第１層３Ａと、第２旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｂを有する第２層３Ｂと、を有している。コレステリック液晶３１１Ａ及びコレステリック液晶３１１Ｂは、それぞれ同等の第１螺旋ピッチＰ１を有している。これにより、第１層３Ａのコレステリック液晶３１１Ａは紫外線Ｕのうちの第１円偏光Ｕ１を反射し、第２層３Ｂのコレステリック液晶３１１Ｂは紫外線Ｕのうちの第２円偏光Ｕ２を反射する。
　第２光学素子３Ｉは、図１５に示した第６構成例と同様に構成され、第１旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｃを有する第１層３Ｃと、第２旋回方向に旋回したコレステリック液晶３１１Ｄを有する第２層３Ｄと、を有している。コレステリック液晶３１１Ｃ及びコレステリック液晶３１１Ｄは、それぞれ同等の第２螺旋ピッチＰ２を有している。これにより、第１層３Ｃのコレステリック液晶３１１Ｃは赤外線Ｉのうちの第１円偏光Ｉ１を反射し、第２層３Ｄのコレステリック液晶３１１Ｄは赤外線Ｉのうちの第２円偏光Ｉ２を反射する。
　このような第１０構成例によれば、紫外線Ｕの第１円偏光Ｕ１及び第２円偏光Ｕ２を利用して発電することができる。加えて、赤外線Ｉの第１円偏光Ｉ１及び第２円偏光Ｉ２を利用して発電することができる。また、太陽光発電装置１００において、紫外線Ｕ及び赤外線Ｉの屋内への透過を抑制することができる。
　なお、第８構成例、第９構成例、及び、第１０構成例の各々について、図１６Ｂに示したように、第１光学素子３Ｕが光導波部１と第２光学素子３Ｉとの間に設けられてもよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、効率的に発電することが可能な太陽光発電装置を提供することができる。
　本明細書において、光学素子３の一例として、ブレーズ型について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、バイナリーパターンを有する回折層が適用されてもよい。
　図１等において、光導波部１及び光学素子３を導波する光の様子を矢印で示しているが、この矢印は概念的に示しているものである。例えば、光導波部１を導波する光のうち、光学素子３の表面で反射される光の様子を矢印で示しているが、実際には、一部の光は、光学素子３に染み出したり、漏れ出たり、光学素子３の内部にとどまる場合もあり得る。
　なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１００…太陽光発電装置
　１…光導波部　Ｆ１…第１主面　Ｆ２…第２主面
　Ｆ３…側面　Ｆ３１…下側面、Ｆ３２…上側面
　３…光学素子　３１１…螺旋状構造体（コレステリック液晶）　３２１…反射面
　５…太陽電池

Claims (15)

  1. 　第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、床側に位置する下側面と、を有する光導波部と、
    　前記第２主面と対向し、コレステリック液晶を有し、前記第１主面からの入射光のうち紫外線の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する光学素子と、
    　前記下側面と対向し、前記紫外線を受光して発電する太陽電池と、を備え、
    　前記光学素子は、前記光導波部と前記光学素子との境界面に対して傾斜した反射面を有し、
    　前記境界面に対する前記反射面の傾斜角度は、前記太陽電池側に鋭角である、太陽光発電装置。
  2. 　さらに、紫外線カット層を備え、
    　前記光学素子は、前記光導波部と前記紫外線カット層との間に位置している、請求項１に記載の太陽光発電装置。
  3. 　第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、天井側に位置する上側面と、を有する光導波部と、
    　前記第２主面と対向し、コレステリック液晶を有し、前記第１主面からの入射光のうち赤外線の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する光学素子と、
    　前記上側面と対向し、前記赤外線を受光して発電する太陽電池と、を備え、
    　前記光学素子は、前記光導波部と前記光学素子との境界面に対して傾斜した反射面を有し、
    　前記境界面に対する前記反射面の傾斜角度は、前記太陽電池側に鋭角である、太陽光発電装置。
  4. 　さらに、赤外線カット層を備え、
    　前記光学素子は、前記光導波部と前記赤外線カット層との間に位置している、請求項３に記載の太陽光発電装置。
  5. 　前記光学素子は、第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射する、請求項１に記載の太陽光発電装置。
  6. 　前記光学素子は、第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射する、請求項３に記載の太陽光発電装置。
  7. 　前記光学素子は、
    　第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射する第１層と、
    　前記第１旋回方向とは逆回りの第２旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第２旋回方向の第２円偏光を反射する第２層と、
    　を有している、請求項１に記載の太陽光発電装置。
  8. 　前記光学素子は、
    　第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射する第１層と、
    　前記第１旋回方向とは逆回りの第２旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第２旋回方向の第２円偏光を反射する第２層と、
    　を有している、請求項３に記載の太陽光発電装置。
  9. 　第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、床側に位置する下側面と、天井側に位置する上側面と、を有する光導波部と、
    　前記第２主面と対向する光学素子群と、
    　前記下側面と対向し、入射光のうちの紫外線を受光して発電する第１太陽電池と、
    　前記上側面と対向し、入射光のうちの赤外線を受光して発電する第２太陽電池と、
    を備え、
    　前記光学素子群は、
    　第１螺旋ピッチのコレステリック液晶を有し、前記光導波部を介した入射光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する第１光学素子と、
    　前記第１光学素子に重なり、前記第１螺旋ピッチとは異なる第２螺旋ピッチのコレステリック液晶を有し、前記光導波部を介した入射光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する第２光学素子と、を備え、
    　前記第１光学素子は、前記光導波部と前記光学素子群との境界面に対して傾斜した第１反射面を有し、
    　前記境界面に対する前記第１反射面の傾斜角度は、前記第１太陽電池側に鋭角であり、
    　前記第２光学素子は、前記境界面に対して傾斜した第２反射面を有し、
    　前記境界面に対する前記第２反射面の傾斜角度は、前記第２太陽電池側に鋭角である、太陽光発電装置。
  10. 　さらに、紫外線カット層及び赤外線カット層の少なくとも一方の光学層を備え、
    　前記光学素子群は、前記光導波部と前記光学層との間に位置している、請求項９に記載の太陽光発電装置。
  11. 　さらに、紫外線カット層及び赤外線カット層が重なった光学層を備え、
    　前記光学素子群は、前記光導波部と前記光学層との間に位置している、請求項９に記載の太陽光発電装置。
  12. 　前記第１光学素子及び前記第２光学素子の各々は、第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射する、請求項９に記載の太陽光発電装置。
  13. 　前記第１光学素子は、第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射し、
    　前記第２光学素子は、前記第１旋回方向とは逆回りの第２旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第２旋回方向の第２円偏光を反射する、請求項９に記載の太陽光発電装置。
  14. 　前記第１光学素子及び前記第２光学素子の各々は、
    　第１旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第１旋回方向の第１円偏光を反射する第１層と、
    　前記第１旋回方向とは逆回りの第２旋回方向に旋回した前記コレステリック液晶を有し、前記第２旋回方向の第２円偏光を反射する第２層と、を有している、請求項９に記載の太陽光発電装置。
  15. 　前記光導波部において、前記第１主面は屋外側に位置し、前記第２主面は屋内側に位置している、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
PCT/JP2021/032803 2020-10-02 2021-09-07 太陽光発電装置 WO2022070800A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/193,726 US20230246590A1 (en) 2020-10-02 2023-03-31 Solar power generation apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-167869 2020-10-02
JP2020167869A JP2022059954A (ja) 2020-10-02 2020-10-02 太陽光発電装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/193,726 Continuation US20230246590A1 (en) 2020-10-02 2023-03-31 Solar power generation apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022070800A1 true WO2022070800A1 (ja) 2022-04-07

Family

ID=80950126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/032803 WO2022070800A1 (ja) 2020-10-02 2021-09-07 太陽光発電装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230246590A1 (ja)
JP (1) JP2022059954A (ja)
WO (1) WO2022070800A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120301642A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Sharp Kabushiki Kaisha Smart window
JP2018151626A (ja) * 2013-01-21 2018-09-27 合同会社 Ｈｏｌｏｍｅｄｉａ 集光機構、太陽光発電装置及び窓構造
WO2020196550A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 富士フイルム株式会社 光学部材、照明装置、および、スクリーン

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120301642A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Sharp Kabushiki Kaisha Smart window
JP2018151626A (ja) * 2013-01-21 2018-09-27 合同会社 Ｈｏｌｏｍｅｄｉａ 集光機構、太陽光発電装置及び窓構造
WO2020196550A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 富士フイルム株式会社 光学部材、照明装置、および、スクリーン

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022059954A (ja) 2022-04-14
US20230246590A1 (en) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7697219B2 (en) Non-imaging facet based optics
US9348068B2 (en) Energy generating transparent film
CN102016658B (zh) 光操纵装置
WO2014112620A1 (ja) 集光機構、太陽光発電装置、窓構造及び窓ガラス
US9791724B2 (en) Optical diode comprising components made from metamaterials
US10546968B2 (en) Solar concentration system using volume holograms
WO2021132615A1 (ja) 太陽電池装置及び光学装置
WO2011158956A1 (ja) 集光光学素子、集光装置、光発電装置及び光熱変換装置
WO2022070800A1 (ja) 太陽光発電装置
US9025227B2 (en) Solar light concentration plate
TW201326891A (zh) 聚光裝置、光發電裝置及光熱轉換裝置
WO2022014320A1 (ja) 太陽電池装置
JP5679283B2 (ja) 集光光学素子、集光装置、光発電装置及び光熱変換装置
WO2022014321A1 (ja) 太陽電池装置
US20230261129A1 (en) Photovoltaic cell device
US9372297B2 (en) Solar light concentration plate
US7369312B2 (en) Thin layered micro optics polarization converter
US20240021747A1 (en) Photovoltaic cell device
US20240015993A1 (en) Photovoltaic cell device
CN111226148A (zh) 波导片及光电变换装置
US20220359771A1 (en) Photovoltaic cell module
US20240176193A1 (en) Liquid crystal optical element
US20240184028A1 (en) Liquid crystal optical element
WO2023013216A1 (ja) 液晶光学素子
WO2023021847A1 (ja) 液晶光学素子

Legal Events

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

Ref document number: 21875102

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21875102

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1