JP2013177277A - Solar cell composite glass plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可視光等の必要な光は透過させるが、紫外光・赤外光等の不要な光の透過量を制御するソーラーセル複合ガラス板に関するものである。 The present invention relates to a solar cell composite glass plate that transmits necessary light such as visible light but controls the transmission amount of unnecessary light such as ultraviolet light and infrared light.
建築物の採光用、植物栽培用グリーンハウスの採光・温調用、舞台・スタジオ・撮影用照明器具の調光用、自動車等の輸送装置の視界確保用に、ガラス板が多用されている。 Glass plates are often used for daylighting of buildings, for daylighting / temperature control of green houses for plant cultivation, for dimming of lighting equipment for stage / studio / photography, and for securing visibility of transportation devices such as automobiles.
これらの装置に用いられているガラス板は必要な可視光を透過させるが、可視光以外の紫外光及び赤外光を透過させる。太陽光中のエネルギー量は６％と少ないが、波長が短くエネルギーが大きい紫外光により照射された物体は化学変化を起こし、変色あるいは脆化等の悪影響が生じることがある。 The glass plates used in these devices transmit necessary visible light, but transmit ultraviolet light and infrared light other than visible light. Although the amount of energy in sunlight is as small as 6%, an object irradiated with ultraviolet light having a short wavelength and a large energy causes a chemical change, which may cause an adverse effect such as discoloration or embrittlement.
太陽光中のエネルギー量として４８％もある赤外光は波長が長くエネルギーが小さいため照射された物体に対して化学変化を起こさせることは少ないが、熱線であるため照射された物体の温度を上昇させる。
採光用のガラス窓を有する建築物あるいはグリーンハウスでは入射する赤外光による温度上昇を避けるために換気及び冷房が必要になり、電力等のエネルギーが必要になる。
Infrared light, which has 48% of the amount of energy in sunlight, has a long wavelength and low energy, so it does not cause chemical changes to the irradiated object, but it is a heat ray, so the temperature of the irradiated object Raise.
In a building or a green house having a glass window for daylighting, ventilation and cooling are necessary to avoid temperature rise due to incident infrared light, and energy such as electric power is required.
舞台・スタジオ・撮影用の照明器具は演色性を確保するためにタングステン電球あるいはハロゲン電球が用いられており、輻射される赤外線は大量であり、人間を含む被照射体が過度に加熱される。 Tungsten bulbs or halogen bulbs are used in lighting fixtures for the stage, studio, and photography, and a large amount of infrared rays are radiated, and irradiated objects including humans are excessively heated.
自動車を初め多くの輸送装置には採光のために窓にガラスが使用されている。このガラス窓から入射する紫外光は運転者等の乗員の皮膚に炎症を起こすことがあり、赤外光は車室内の温度上昇をもたらし、時にはステアリングホイール等の操縦装置が操作できない温度になることがある。 Many transportation devices, including automobiles, use glass for windows for daylighting. Ultraviolet light entering from this glass window may cause irritation to the skin of the driver and other passengers, and infrared light will cause a temperature rise in the passenger compartment, and sometimes the temperature will be such that the steering device such as the steering wheel cannot be operated. There is.
このように、紫外光及び赤外光は不要な場合でも、必要な可視光と共にガラス板を透過して、照射された物体に化学変化を生じさせたりあるいは不必要に温度を上昇させる。 As described above, even when ultraviolet light and infrared light are unnecessary, they pass through the glass plate together with necessary visible light to cause a chemical change in the irradiated object or unnecessarily increase the temperature.
不要な紫外光の透過を避けるために従来取られている構成をいくつか示す。
図１（ａ）に示したのは、特開平９−２３５１４１号公報及び特開平１０−１７３３６号公報に示されたガラス板であり、紫外線吸収物質を混入したガラス自体により、紫外線の透過量を減らしている。
Some configurations conventionally taken to avoid unnecessary transmission of ultraviolet light are shown.
FIG. 1A shows the glass plates disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-235141 and 10-17336, and the amount of ultraviolet light transmitted can be reduced by the glass mixed with the ultraviolet absorbing material. It is decreasing.
図１（ｂ）に示したのは、特開平９−１１０４７４号公報，特開平９−２２７１６８号公報，特開平１０−１９４７８０号公報，特表２００２−５２３２６７号公報に示されたガラス板であり、ガラス板２の表面に紫外光吸収材料３を塗布し紫外光を吸収する。
FIG. 1B shows the glass plates disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-110474, 9-227168, 10-194780, and 2002-523267. The ultraviolet
図１（ｃ）に示したのは、ガラス板表面にガラス板と屈折率が異なる材料を塗布して、入射紫外光とガラス表面で反射した反射紫外光とを干渉させて紫外光を反射し透過光を減衰させることが行われている。
その場合、干渉をより確実にするためにガラス板４の上に異なる屈折率を有する材料５，６あるいはそれ以上を積層することが多く行われる。
In FIG. 1C, a glass plate surface is coated with a material having a refractive index different from that of the glass plate, and the ultraviolet light is reflected by causing the incident ultraviolet light and the reflected ultraviolet light reflected on the glass surface to interfere with each other. The transmitted light is attenuated.
In that case, in order to make interference more reliable, the
不要な紫外光の透過を避けるための構成としては図１（ｂ）に示した塗布された材料による吸収によるものが特開平１０−１９４７８０に示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 10-194780 discloses a structure for avoiding unnecessary transmission of ultraviolet light by absorption by the applied material shown in FIG.
ガラス板に遮断したい光の波長の４分の１の厚さの薄膜を設け、この薄膜の両側の界面で反射した光の干渉により透過光を反射させる構成が、特開２００２−３４８１４５号公報に、スパッタリング法により形成された酸化チタンと酸化珪素の積層構造を利用して可視光透過率８２％、赤外光反射率５０％を得たガラス板が"http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2007/pr20070625/pr20070625.html"に示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-348145 discloses a configuration in which a thin film having a thickness of a quarter of the wavelength of light to be blocked is provided on a glass plate, and transmitted light is reflected by interference of light reflected at the interfaces on both sides of the thin film. A glass plate having a visible light transmittance of 82% and an infrared light reflectance of 50% using a laminated structure of titanium oxide and silicon oxide formed by sputtering is "http: //www.aist.go. jp / aist_j / press_release / pr2007 / pr20070625 / pr20070625.html ".
紫外光を吸収させる材料を用いた場合にはその材料が紫外光により化学変化し、短寿命化する。また、紫外光を吸収する場合でも、紫外光を反射させる場合でも、材料を塗布した場合には、清掃時の摩擦等により材料が薄くなったり、剥離することにより短寿命化する。
紫外光を吸収させる材料は一般的に有色であるため、可視光の透過量も減少し、視覚的に暗くなるだけでなく、外気にさらされた側の面には汚れが付着し、効果が減衰する。
When a material that absorbs ultraviolet light is used, the material is chemically changed by ultraviolet light, and the life is shortened. Whether the material absorbs ultraviolet light or reflects ultraviolet light, when a material is applied, the material becomes thin due to friction during cleaning or the like, and the life is shortened by peeling.
Materials that absorb ultraviolet light are generally colored, so the amount of visible light transmitted is reduced and not only visually darkens, but also the surface exposed to the outside is contaminated with dirt. Attenuates.
不要な赤外光の透過を避けるための方法として、ガラス板自体に含まれる成分により、あるいはガラス板表面に赤外光吸収物質を塗布することにより赤外光を吸収する、あるいは特開２００２−３４５１４５号公報に示されたガラス板表面にガラス板と屈折率が異なる材料を塗布して、入射赤外光とガラス板表面で反射した反射赤外光とを干渉させて赤外光を減少させることが行われている。 As a method for avoiding unnecessary transmission of infrared light, infrared light is absorbed by a component contained in the glass plate itself, or by applying an infrared light absorbing material to the surface of the glass plate, or A material having a refractive index different from that of the glass plate is applied to the surface of the glass plate disclosed in Japanese Patent No. 345145, and the infrared light is reduced by causing the incident infrared light and the reflected infrared light reflected by the glass plate surface to interfere with each other. Things have been done.
赤外光を吸収させる材料を用いた場合には、赤外光を吸収する材料は赤外光よりも波長が短い可視光をより多く吸収するため、可視光の透過量が減少し、視覚的に暗くなる。また、赤外光を吸収する場合でも、赤外光を反射させる場合でも、材料を塗布した場合には、清掃時の摩擦等により材料が薄くなったり、剥離することにより短寿命化する。
さらに、外気にさらされた側の面には汚れが付着し、効果が減衰する。
When a material that absorbs infrared light is used, the material that absorbs infrared light absorbs more visible light that has a shorter wavelength than infrared light, so the amount of visible light transmitted is reduced and visual It becomes darker. In addition, in the case of absorbing infrared light or reflecting infrared light, when a material is applied, the material becomes thin due to friction during cleaning or the like, and the life is shortened by peeling.
Furthermore, dirt adheres to the surface exposed to the outside air, and the effect is attenuated.
また、紫外光及び赤外光は電磁波であるからエネルギーを有し吸収による場合は吸収した材料が、反射による場合は反射光により照射された外部の物体がエネルギーを受けて温度上昇したり、何らかの化学変化を生じるだけでなく、同時に可視光も吸収するため可視光の透過量が減少し、暗くなる。 In addition, since ultraviolet light and infrared light are electromagnetic waves, they have energy and if absorbed, the absorbed material absorbs, and if reflected, an external object irradiated with reflected light receives the energy and rises in temperature, Not only does it cause a chemical change, but also absorbs visible light at the same time, so the amount of visible light transmitted decreases and darkens.
薄膜による干渉を利用する場合は、薄膜の膜厚により透過が抑制される光の波長が限定されるため、特定の波長の光に対してしか抑制効果を発揮することができない。 When interference by a thin film is used, the wavelength of light whose transmission is suppressed is limited by the film thickness of the thin film, so that the suppression effect can be exhibited only for light of a specific wavelength.
ｎ型の酸化亜鉛半導体とｐ型の銅アルミ半導体とからなるｐｎ接合をガラス基板上に形成し、波長３５０ｎｍの紫外光から４５０ｎｍの青緑光により起電する透明窓ガラスが"http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2003/pr20030625/pr20030625.html"に開示されている。 A transparent window glass is formed by forming a pn junction composed of an n-type zinc oxide semiconductor and a p-type copper aluminum semiconductor on a glass substrate, and generating electricity from ultraviolet light having a wavelength of 350 nm to blue-green light having a wavelength of 450 nm. .aist.go.jp / aist_j / press_release / pr2003 / pr20030625 / pr20030625.html ".
この窓ガラスの可視光透過率は５０％、赤外光の透過率は７０％以上であると説明されており、透過可視光が少ないため視覚的に暗く、透過赤外光は多いため暑い。 It has been described that the window glass has a visible light transmittance of 50% and an infrared light transmittance of 70% or more. It is visually dark because there is little transmitted visible light, and it is hot because there is much transmitted infrared light.
この文献にはシート状の半導体をガラス板に設置し、プラズマ振動により赤外光を反射させることも示されている。
しかし、このガラス板は赤外線を反射により入射側へ捨てている。そのため入射側はさらに高温となり、熱公害の原因になる。
This document also shows that a sheet-like semiconductor is placed on a glass plate and infrared light is reflected by plasma vibration.
However, this glass plate throws away infrared rays to the incident side by reflection. As a result, the incident side becomes even hotter, causing thermal pollution.
「シャープ技報」第７７号，第８１−８２頁「採光型太陽電池モジュール」（２０００年８月発行）に、１２５mm角の単結晶，多結晶，薄膜太陽電池を複合ガラス板で挟んで構成し採光する太陽電池モジュールが示されている。 Sharp Technical Report No. 77, pp. 81-82 “Lighting Solar Cell Module” (issued in August 2000) consists of a 125 mm square single crystal, polycrystalline, thin film solar cell sandwiched between composite glass plates A solar cell module for daylighting is shown.
この太陽電池モジュールは結晶系あるいは薄膜太陽電池を採用しているため可視光の透過量は極めて少なく、窓ガラス等で採光部として使用するには極めて不十分である。 Since this solar cell module employs a crystalline or thin film solar cell, the amount of visible light transmitted is extremely small, and it is extremely insufficient for use as a daylighting part in a window glass or the like.
この出願においては、前に説明した先行技術のガラス板が有する問題点を解消することを課題とする。 In this application, it is an object to solve the problems of the glass plates of the prior art described above.
この出願においては、入射光により化学変化せず、摩擦等により薄くなったり、剥離することのない、紫外光及び／又は赤外光等の不要光の透過量を制御する複合ガラス板を提供する。 In this application, there is provided a composite glass plate that controls the amount of transmission of unnecessary light such as ultraviolet light and / or infrared light, which is not chemically changed by incident light, does not become thin due to friction, or peels off. .
この出願においては、特定の波長の紫外光あるいは赤外光に対してのみ透過量を制御して抑制効果を発揮することのではなく、その他の波長の光に対しても抑制効果を発揮することができる複合ガラス板を提供する。 In this application, not only exhibits the suppression effect by controlling the transmission amount only for ultraviolet light or infrared light of a specific wavelength, but also exhibits the suppression effect for light of other wavelengths Provided is a composite glass plate that can be used.
半導体を使用しないソーラーセルとして、二酸化チタンを用いて紫外光により起電する二酸化チタンソーラーセルが知られている。
二酸化チタンソーラーセルは紫外光によって起電するとともに、入射した紫外光は起電により消費される。
As a solar cell that does not use a semiconductor, a titanium dioxide solar cell that uses titanium dioxide to generate electricity by ultraviolet light is known.
Titanium dioxide solar cells generate electricity by ultraviolet light, and incident ultraviolet light is consumed by electricity.
本発明者等は、二酸化珪素を用いても光による起電ができることを発見し、ＷＯ２０１１／０４９１５６号に示された二酸化珪素ソーラーセルを発明した。
この二酸化珪素ソーラーセルは、可視光及び赤外光によって起電するとともに、入射した赤外光は起電により消費される。
The present inventors discovered that even when silicon dioxide is used, it is possible to generate electricity by light, and invented the silicon dioxide solar cell shown in WO2011 / 049156.
The silicon dioxide solar cell generates electricity by visible light and infrared light, and incident infrared light is consumed by electromotive force.
特定の波長の光によって起電することにより、その光はソーラーセル内で消費されるから、ソーラーセルを透過する光の量は減少する。 By generating electricity with light of a specific wavelength, the amount of light transmitted through the solar cell is reduced because the light is consumed in the solar cell.
この出願に係る発明はこれらの現象を利用して、二酸化チタンソーラーセルを透過光型に構成して窓等の光透過部に用いることにより、紫外光の透過量が減少する複合ガラス板を得、二酸化珪素ソーラーセルを透過光型に構成して窓等の光透過部に用いることにより、赤外光の透過量が減少する複合ガラス板を得ることができるとの知見を得た。 The invention according to this application utilizes these phenomena to obtain a composite glass plate in which the amount of transmitted ultraviolet light is reduced by constructing a titanium dioxide solar cell in a transmitted light type and using it in a light transmitting part such as a window. In addition, the inventors have found that a composite glass plate in which the amount of infrared light transmitted can be reduced can be obtained by configuring a silicon dioxide solar cell in a transmitted light type and using it in a light transmitting portion such as a window.
これらの知見に基づいて、この出願においては、可視光の透過率が高い紫外光及び／又は赤外光遮断複合ガラス板を提供する。 Based on these findings, this application provides an ultraviolet and / or infrared light blocking composite glass plate having a high visible light transmittance.
また、赤外光を有効利用することができる紫外光及び／又は赤外光遮断複合ガラス板を提供する。 In addition, an ultraviolet light and / or infrared light blocking composite glass plate capable of effectively using infrared light is provided.
また、熱公害の抑制が可能な紫外光及び／又は赤外光遮断複合ガラス板を提供する。 In addition, an ultraviolet light and / or infrared light shielding composite glass plate capable of suppressing thermal pollution is provided.
また、紫外光及び／又は赤外光の入射量を調節できる建築物採光用複合ガラス板を提供する。 Moreover, the composite glass plate for building lighting which can adjust the incident amount of ultraviolet light and / or infrared light is provided.
また、入射光波長及び入射光量を調節できるグリーンハウス用複合ガラス板を提供する。 In addition, a composite glass plate for a greenhouse capable of adjusting the incident light wavelength and the incident light amount is provided.
また、照射光中の赤外光量を複合ガラス板を用いて調節する舞台・スタジオ・撮影用の照明器具を提供する。 In addition, the present invention provides lighting equipment for stage, studio, and photography that adjusts the amount of infrared light in irradiated light using a composite glass plate.
また、入射する不要な紫外光及び／又は赤外光量を複合ガラス板を用いて調節することができる自動車等の輸送装置を提供する。 In addition, the present invention provides a transportation device such as an automobile that can adjust the amount of incident unnecessary ultraviolet light and / or infrared light using a composite glass plate.
この出願に係る複合ガラス板の発明の構成は次のとおりである。 The composition of the invention of the composite glass plate concerning this application is as follows.
１．透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に光起電物質層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：複合ガラス板。
1. Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A photovoltaic material layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate.
２．前記光起電物質が紫外光によって起電する多孔質二酸化チタン層である、１の複合ガラス板。
2. The composite glass plate according to
３．前記二酸化チタン層に増感色素が付加された２の複合ガラス板。 3. 2. A composite glass plate in which a sensitizing dye is added to the titanium dioxide layer.
４．前記光起電物質が赤外光によって起電する多孔質二酸化珪素層である、１又は２の複合ガラス板。 4). One or two composite glass plates, wherein the photovoltaic material is a porous silicon dioxide layer that generates electricity by infrared light.
５．２，３又は４の複合ガラス板を使用した建築物。 5. Buildings using 2, 3, or 4 composite glass plates.
６．２，３又は４の複合ガラス板を使用したグリーンハウス。 6.2 Greenhouse using 2, 3 or 4 composite glass plate.
７．二酸化チタン層に増感色素が付加された先記７のグリーンハウス。 7). The green house according to 7 above, wherein a sensitizing dye is added to the titanium dioxide layer.
８．２，３又は４の複合ガラス板を使用した運輸装置。 8.2 Transportation device using composite glass plate of 2, 3 or 4.
９．４の複合ガラス板を使用した照明用スポットライト。 A spotlight for illumination using a composite glass plate of 9.4.
１０．透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化チタン層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第１の複合ガラス板と、
透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化珪素層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第２の複合ガラス板を一体に構成した複合ガラス板。
10. Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A titanium dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a first composite glass plate;
Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A silicon dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate integrally formed with a second composite glass plate.
１１．前記光起電物質が紫外光によって起電する多孔質二酸化チタン層である、１０の複合ガラス板。 11. 10. The 10 composite glass plate, wherein the photovoltaic material is a porous titanium dioxide layer that generates electricity by ultraviolet light.
１２．前記二酸化チタン層に増感色素が付加された１１の複合ガラス板。 12 11 composite glass plate in which a sensitizing dye is added to the titanium dioxide layer.
１３．前記光起電物質が赤外光によって起電する多孔質二酸化珪素層である、１０又は１１の複合ガラス板。 13. The composite glass plate of 10 or 11, wherein the photovoltaic material is a porous silicon dioxide layer that generates electricity by infrared light.
１４．１１，１２又は１３の複合ガラス板を使用した建築物。 14. Buildings using 11, 12, or 13 composite glass plates.
１５．１１，１２又は１３の複合ガラス板を使用したグリーンハウス。 15. Greenhouse using a composite glass plate of 11, 11, 12 or 13.
１６．１１，１２又は１３の複合ガラス板を使用した運輸装置。 16. Transportation device using composite glass plate of 11, 11, 12 or 13.
１７．１３の複合ガラス板を使用した照明用スポットライト。 A spotlight for illumination using a composite glass plate of 17.13.
１８．透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化チタン層が形成され；
前記ガラス基板の他方の前記透明導電膜に二酸化珪素層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：複合ガラス板。
18. Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A titanium dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
A silicon dioxide layer is formed on the other transparent conductive film of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate.
１９．前記二酸化チタン層に増感色素が付加された１９の複合ガラス板。 19. 19 composite glass plates in which a sensitizing dye is added to the titanium dioxide layer.
２０．１８又は１９の複合ガラス板を使用した建築物。 A building using 20.18 or 19 composite glass plate.
２１．１８又は１９の複合ガラス板を使用したグリーンハウス。 Greenhouse using 21.18 or 19 composite glass plate.
２２．１８又は１９の複合ガラス板を使用した運輸装置。 22. A transportation device using a composite glass plate of 18 or 19.
２３．透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化チタン層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第１の複合ガラス板と、
透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化珪素層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第２の複合ガラス板を一体に構成した複合ガラス板。
23. Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A titanium dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a first composite glass plate;
Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A silicon dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate integrally formed with a second composite glass plate.
２４．前記二酸化チタン層に増感色素が付加された２３の複合ガラス板。 24. 23 composite glass plates in which a sensitizing dye is added to the titanium dioxide layer.
２５．２３又は２４の複合ガラス板を使用した建築物。 A building using 25.23 or 24 composite glass plates.
２６．２３又は２４の複合ガラス板を使用したグリーンハウス。 Greenhouse using a composite glass plate of 26.23 or 24.
２７．２３又は２４の複合ガラス板を使用した運輸装置。 27. A transportation device using a composite glass plate of 23 or 24.
この発明に係る複合ガラス板は不要光の透過量を制御あるいは遮断する。
このことにより、可視光以外の紫外光及び赤外光を減衰させることが求められている建築物あるいは運輸装置、光合成等に不要な光を減少させることが要求されるグリーンハウス、不要な熱線の透過量を減少させることが要求される白熱電球あるいはハロゲン電球を使用する照明装置にこの複合ガラス板を適用して、不要な紫外光及び／又は赤外光及び／又は可視光の透過量を制御する。
The composite glass plate according to the present invention controls or blocks the transmission amount of unnecessary light.
As a result, buildings and transportation equipment that are required to attenuate ultraviolet light and infrared light other than visible light, green houses that are required to reduce unnecessary light for photosynthesis, etc. Applying this composite glass plate to lighting devices that use incandescent bulbs or halogen bulbs that are required to reduce the amount of transmission, control the amount of transmission of unnecessary ultraviolet light and / or infrared light and / or visible light. To do.
この発明に係る複合ガラス板は、ソーラーセル構成を有しているため不要な紫外光及び／又は赤外光及び／又は可視光により起電する。
起電した電力は、そのまま抵抗器等の負荷で消費することもできるが、ファン等の駆動電源あるいは不要光とは異なる有用な光の照射に用いることにより、有効に活用する。
Since the composite glass plate according to the present invention has a solar cell configuration, it generates electricity by unnecessary ultraviolet light and / or infrared light and / or visible light.
The generated electric power can be consumed by a load such as a resistor as it is, but it is effectively utilized by being used for driving light such as a fan or irradiation of useful light different from unnecessary light.
［二酸化チタンソーラーセル及び二酸化珪素ソーラーセル］
発明を実施するための形態を説明する前に、先行技術である、二酸化チタンソーラーセル及び二酸化珪素ソーラーセルを図２により説明する。
[Titanium dioxide solar cell and silicon dioxide solar cell]
Prior to describing embodiments for carrying out the invention, a prior art titanium dioxide solar cell and silicon dioxide solar cell will be described with reference to FIG.
［二酸化チタンソーラーセル］
（ａ）に示したのは、二酸化チタンソーラーセルの基本的な構成である。
この図において、１１及び１３は各々ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）層１２及びＦＴＯ層１４を有するガラス基板であり、ＦＴＯ層１２及び１４は電荷取り出し電極として機能する。
１５は多孔質二酸化チタン焼結体であり、１６は電解質である。電解質１６には一般的には沃化カリウム水溶液に沃素を溶解した沃素系電解質が用いられる。
[Titanium dioxide solar cell]
Shown in (a) is the basic configuration of the titanium dioxide solar cell.
In this figure, 11 and 13 are glass substrates each having an FTO (fluorine-doped tin oxide)
15 is a porous titanium dioxide sintered body, and 16 is an electrolyte. The
ガラス基板１１上のＦＴＯ透明導電膜１２を透過して入射した紫外光により多孔質二酸化チタン焼結体１５から電子が励起され、励起された電子がＦＴＯ透明導電層１２から外部へ取り出され、負荷１７を経由してＦＴＯ透明導電膜１４から電解質１６を介して多孔質二酸化チタン焼結体１５に戻る。
Electrons are excited from the porous titanium dioxide sintered
二酸化チタンソーラーセルは紫外光によって起電するが、太陽光中に含まれる紫外光のエネルギー量は６％しかないため、太陽光の総合利用率は高いものではない。 Titanium dioxide solar cells generate electricity with ultraviolet light, but the total amount of sunlight is not high because the amount of energy of ultraviolet light contained in sunlight is only 6%.
二酸化チタンソーラーセルが利用できる光の範囲を拡げ、太陽光の利用率を上げるために二酸化チタン焼結体にルテニウム錯体色素を付着させた色素増感型と呼ばれるソーラーセル（ＤＳＳＣ：Dye Sentitized Solar Cell）があり、この色素増感型ソーラーセルは可視光の一部によっても起電できるため、太陽光の利用効率が高くなり注目されている。 Dye Sentitized Solar Cell (DSSC: Dye Sentitized Solar Cell) in which a ruthenium complex dye is attached to a titanium dioxide sintered body to expand the range of light that can be used by the titanium dioxide solar cell and increase the utilization rate of sunlight. Since this dye-sensitized solar cell can generate electricity even with part of visible light, it has been attracting attention because of its high utilization efficiency of sunlight.
色素増感二酸化チタンソーラーセルは、多孔質二酸化チタン焼結体１５の空孔表面にルテニウム錯体色素等の色素が吸着されており、可視光がルテニウム錯体色素に吸収されるとルテニウム錯体色素は電子的な基底状態から励起状態となり、電子が多孔質二酸化チタン焼結体１５に注入されることにより、可視光による起電を行う。
In the dye-sensitized titanium dioxide solar cell, a dye such as a ruthenium complex dye is adsorbed on the pore surface of the porous titanium dioxide sintered
多孔質二酸化チタン焼結体１５に注入された電子はＦＴＯ透明導電１２から外部へ取り出され、負荷１７を経由してＦＴＯ透明導電膜１４から電解質１６を介してルテニウム錯体色素に戻る。
Electrons injected into the porous titanium dioxide sintered
［二酸化珪素ソーラーセル］
（ｂ）に示したのは、国際公開公報ＷＯ２０１１／０４９１５６に開示された本発明者等による二酸化珪素ソーラーセル２０である。
この図において、２１及び２３は各々ＦＴＯ層２２及びＦＴＯ層２４を有するガラス基板であり、ＦＴＯ層２２及びＦＴＯ層２４は電荷取り出し電極として機能する。
２５は二酸化珪素焼成体である。また、２６は電解質であり、一般的には沃化カリウム水溶液に沃素を溶解した沃素系電解質を用いる。
光入射側のＦＴＯ層には対向電極として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の半導体層２５を形成した。
光入射側ＦＴＯ層２４には白金膜２８を形成してある。
[Silicon dioxide solar cell]
Shown in (b) is a silicon dioxide
In this figure, 21 and 23 are glass substrates each having an
A
A
対向電極とする半導体層２５として，この他に酸化チタン（ＴｉＯ２），酸化銅（ＣｕＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３），窒化炭素、グラフェン等が使用可能である。
In addition, titanium oxide (TiO 2), copper oxide (CuO), magnesium oxide (MgO), strontium titanate (SrTiO 3), carbon nitride, graphene, or the like can be used as the
半導体層２５と白金膜２８の間にフッ化水素酸処理をしたＳｉＯ２を含むガラス粉末と電解質を混合した光起電材料２６を０.１５〜０.２０mmの厚さで封入している。
A
使用した電解質は、ＬｉＩ０.１mol，Ｉ２０.０５mol，４−tert-ブチルピリジン０.５mol，テトラブチルアンモニウムヨージド０.５molをアセトニトリル溶媒に添加したものである。 The electrolyte used was prepared by adding LiI 0.1 mol, I 20.05 mol, 4-tert-butylpyridine 0.5 mol, and tetrabutylammonium iodide 0.5 mol to an acetonitrile solvent.
この二酸化珪素ソーラーセル２０は光をガラス基板２１あるいは２３のどちら側から入射させても、起電する。
The silicon dioxide
本発明者等は、二酸化チタンソーラーセル及び二酸化珪素ソーラーセルについてさらに検討を加えた結果、以下の新しい知見を得た。 As a result of further studies on the titanium dioxide solar cell and the silicon dioxide solar cell, the present inventors have obtained the following new knowledge.
［二酸化チタンソーラーセル］
二酸化チタンソーラーセルが紫外光により起電するのは、ＦＴＯ透明導電層１２とＦＴＯ透明導電層１２との間に負荷が接続されているときだけであり、負荷が接続されていないときには起電しない。
二酸化チタンソーラーセルは、負荷が接続されて起電しているときには入射した紫外光を起電のために消費するが、負荷が接続されず起電していないときにはソーラーセルとして動作しないため、入射した紫外光を消費しない。
[Titanium dioxide solar cell]
The titanium dioxide solar cell generates electricity by ultraviolet light only when a load is connected between the FTO transparent
Titanium dioxide solar cell consumes the incident ultraviolet light for power generation when the load is connected and is generating power, but it does not operate as a solar cell when the load is not connected and is not generating power. Consumes no ultraviolet light.
見方を変えると、二酸化チタンソーラーセルに負荷が接続されているときには入射した紫外光が起電のために消費されて透過光量が減少し、負荷が接続されていないときには起電しないため、入射した紫外光の透過光量は減少しない。 In other words, when the load is connected to the titanium dioxide solar cell, the incident ultraviolet light is consumed for electromotive force and the amount of transmitted light is reduced, and when the load is not connected, it does not generate electricity. The amount of transmitted ultraviolet light does not decrease.
これは、二酸化チタンソーラーセルに負荷を接続するか否かにより、あるいは負荷を変化させることにより、紫外光の透過量を変化させることが可能であることを意味する。
そして、二酸化チタンソーラーセルを窓ガラス等の採光部に用い、負荷を変化させることにより、紫外光の透過量を制御することが可能な窓ガラスを得ることができる。
This means that it is possible to change the amount of transmitted ultraviolet light depending on whether a load is connected to the titanium dioxide solar cell or by changing the load.
And the window glass which can control the permeation | transmission amount of ultraviolet light can be obtained by using a titanium dioxide solar cell for lighting parts, such as a window glass, and changing load.
二酸化チタンソーラーセルは対極として炭素あるいは金属板のような非透光性材料を用いることが多いが、光入射側と同様な透明導電体も使用することができ、光透過性ソーラーセルを構成することができる。 The titanium dioxide solar cell often uses a non-translucent material such as carbon or a metal plate as a counter electrode, but a transparent conductor similar to the light incident side can also be used, and constitutes a light transmissive solar cell. be able to.
色素増感二酸化チタンソーラーセルでは起電する光の波長が使用する増感色素によって異なる。そのため、増感色素によって透過光量を制御することができる光の波長を選択することができる。 In the dye-sensitized titanium dioxide solar cell, the wavelength of electromotive light varies depending on the sensitizing dye used. Therefore, it is possible to select the wavelength of light whose transmitted light amount can be controlled by the sensitizing dye.
［二酸化珪素ソーラーセル］
本発明者等は、二酸化珪素ソーラーセルが太陽光中に４８％も含まれる赤外光により起電することを発見した。
[Silicon dioxide solar cell]
The present inventors have discovered that a silicon dioxide solar cell generates electricity by infrared light containing 48% of sunlight.
ＦＴＯ膜が形成された厚さ４mmのガラス板を用いて構成した二酸化珪素ソーラーセルと、この二酸化珪素ソーラーセルを構成する両側の２枚のＦＴＯガラスとの光透過率を計測した。
二酸化珪素ソーラーセルは４７０nm以下の波長領域の光をほぼ１００％遮断するのに対し、ＦＴＯガラスは２８９nm以下の波長領域の光をほぼ１００％遮断するが、２８９nm〜４７０nmの波長領域の光は６５％以上透過させる。
また、二酸化珪素ソーラーセルは８００nmの波長の光を８４．７％遮断するのに対し、ＦＴＯガラスは８４．３％透過させる。
The light transmittance was measured between a silicon dioxide solar cell formed using a glass plate having a thickness of 4 mm on which an FTO film was formed, and two FTO glasses on both sides constituting the silicon dioxide solar cell.
The silicon dioxide solar cell blocks almost 100% of light in the wavelength region of 470 nm or less, while FTO glass blocks almost 100% of light in the wavelength region of 289 nm or less, but 65 in the wavelength region of 289 nm to 470 nm. Permeate more than%.
The silicon dioxide solar cell blocks 84.7% of light having a wavelength of 800 nm, while FTO glass transmits 84.3%.
熱線である赤外線の二酸化珪素ソーラーセル複合ガラス板の熱線遮断効果を計測した。
計測は、厚さの異なるこの出願の発明に係る窓用ガラス板と、比較として汎用のガラス板について行い、内部への熱の影響を排除するために直方体形状の白い箱の一つの面に窓用ガラス板を取り付け、窓用ガラス板に赤外光を含む光を照射し、箱の内外の温度を計測した。この出願の発明に係る窓用ガラス板には外部負荷を接続し、その外部負荷を変化させた。
The heat ray blocking effect of an infrared silicon dioxide solar cell composite glass plate as a heat ray was measured.
The measurement is performed on the glass plate for windows according to the invention of this application having a different thickness and a general-purpose glass plate as a comparison, and the window is formed on one surface of a rectangular parallelepiped white box in order to eliminate the influence of heat on the inside. The glass plate for a window was attached, the window glass plate was irradiated with light including infrared light, and the temperature inside and outside the box was measured. An external load was connected to the window glass plate according to the invention of this application, and the external load was changed.
汎用のガラス板を用いた場合には、箱の内外の温度差は１０℃未満であるのに対し、この出願の発明に係るガラス板の場合には１５〜２０℃という大きな温度差を示した。 When a general-purpose glass plate was used, the temperature difference between the inside and outside of the box was less than 10 ° C, whereas the glass plate according to the invention of this application showed a large temperature difference of 15 to 20 ° C. .
二酸化珪素ソーラーセル複合ガラス板は負荷を大きくすると３℃に及ぶ大きな温度差を生じる。これは二酸化珪素ソーラーセル複合ガラス板が赤外線による起電を行うことにより赤外線を遮断していることを示している。 The silicon dioxide solar cell composite glass plate generates a large temperature difference up to 3 ° C. when the load is increased. This indicates that the silicon dioxide solar cell composite glass plate blocks infrared rays by generating electricity with infrared rays.
二酸化珪素ソーラーセルが赤外光により起電するのは、ＦＴＯ透明導電層２２とＦＴＯ透明導電層２４との間に負荷が接続されているときだけであり、負荷が接続されていないときには起電しない。
言い換えれば、二酸化珪素ソーラーセルは、負荷が接続されて起電しているときには入射した赤外光を起電のために消費するが、負荷が接続されず起電していないときには入射した赤外光を消費しない。
The silicon dioxide solar cell generates electricity by infrared light only when a load is connected between the FTO transparent
In other words, the silicon dioxide solar cell consumes the incident infrared light for power generation when the load is connected and is generating power, but the incident infrared light when the load is not connected and is not generating power. Does not consume light.
見方を変えると、二酸化珪素ソーラーセルに負荷が接続されているときには入射した赤外光が消費されて透過赤外光量が減少し、負荷が接続されていないときには入射した透過赤外光量は減少しない。 In other words, when the load is connected to the silicon dioxide solar cell, the incident infrared light is consumed and the transmitted infrared light amount is reduced. When the load is not connected, the incident transmitted infrared light amount is not decreased. .
これは、二酸化珪素ソーラーセルに負荷を接続するか否かにより、あるいは負荷を変化させることにより、赤外光の透過量を変化させることが可能であることを意味する。
そして、二酸化珪素ソーラーセルを窓ガラス等の採光部に用い、負荷を変化させれば、赤外光の透過量を制御することが可能な窓ガラスを得ることができる。
This means that it is possible to change the amount of transmitted infrared light depending on whether or not a load is connected to the silicon dioxide solar cell or by changing the load.
And if a silicon dioxide solar cell is used for lighting parts, such as a window glass, and a load is changed, the window glass which can control the permeation | transmission amount of infrared light can be obtained.
二酸化珪素ソーラーセルは対極として炭素あるいは金属板のような非透光性材料ではなく、光入射側と同様な透明導電体を使用することができ、光透過性ソーラーセルを構成することができる。 The silicon dioxide solar cell is not a non-translucent material such as carbon or a metal plate as a counter electrode, and a transparent conductor similar to that on the light incident side can be used, and a light transmissive solar cell can be configured.
［不要光透過制御複合ガラス板］
二酸化チタンソーラーセルは波長３８０nm以下の紫外光によって起電し、二酸化珪素ソーラーセルは可視光領域から赤外光量域までの光によって起電する。
見方を変えると、二酸化チタンソーラーセルを光透過型に構成することにより波長３８０ｎｍ以下の紫外光の透過量を制御することができ、二酸化珪素ソーラーセルを光透過型に構成することにより可視光領域から赤外光量域までの光の透過量を制御することができる。
[Unnecessary light transmission control composite glass plate]
Titanium dioxide solar cells generate electricity by ultraviolet light having a wavelength of 380 nm or less, and silicon dioxide solar cells generate electricity by light from the visible light region to the infrared light amount region.
In other words, it is possible to control the amount of transmission of ultraviolet light with a wavelength of 380 nm or less by configuring the titanium dioxide solar cell as a light transmission type, and by configuring the silicon dioxide solar cell as a light transmission type, a visible light region. The amount of transmitted light from the infrared light amount region to the infrared light amount region can be controlled.
この知見に基づき、窓ガラス等の採光部を光透過型二酸化チタンソーラーセル構成とする。
このことにより透過紫外光制御複合ガラス板が得られ、窓ガラス等の採光部を光透過型二酸化珪素ソーラーセル構成とすることにより透過赤外光制御複合ガラス板が得られる。
透過光量の制御は、複合ガラス板を構成するソーラーセルに接続される負荷を制御することにより行う。
Based on this knowledge, a daylighting part such as a window glass has a light transmission type titanium dioxide solar cell configuration.
Thereby, a transmission ultraviolet light control composite glass plate is obtained, and a transmission infrared light control composite glass plate is obtained by adopting a light transmission type silicon dioxide solar cell configuration for a daylighting portion such as a window glass.
The amount of transmitted light is controlled by controlling the load connected to the solar cell constituting the composite glass plate.
その場合、二酸化チタンソーラーセルを色素増感型とし使用する色素を選択すると、対応する波長の不要光の透過量を制御することができる。 In this case, when a dye that uses a titanium dioxide solar cell as a dye-sensitized type is selected, it is possible to control the transmission amount of unnecessary light having a corresponding wavelength.
構成が二酸化珪素ソーラーセルであっても、負荷が接続されていない状態、すなわち、外部回路が閉じていない状態では、ソーラーセルとして動作しないため、入射した赤外光は二酸化珪素ソーラーセル内で消費されず、一部は二酸化珪素ソーラーセル内で吸収されても、大部分は反射あるいは透過することにより外部に出射する。 Even if the configuration is a silicon dioxide solar cell, it does not operate as a solar cell when the load is not connected, that is, when the external circuit is not closed, so incident infrared light is consumed in the silicon dioxide solar cell. However, even if a part is absorbed in the silicon dioxide solar cell, the majority is reflected or transmitted to the outside.
いいかえれば、回路が閉じられることによって負荷が接続されている二酸化珪素ソーラーセルは、赤外光によって起電するとともに、入射した赤外光を外部に出射しない。
また、回路が開かれることによって負荷が接続されていない二酸化珪素ソーラーセルは、赤外光によって起電しないとともに、赤外光を外部に出射する。
In other words, the silicon dioxide solar cell to which the load is connected by closing the circuit generates electricity by infrared light and does not emit incident infrared light to the outside.
Further, a silicon dioxide solar cell to which a load is not connected by opening a circuit does not generate electricity by infrared light and emits infrared light to the outside.
すなわち、負荷回路が閉じて赤外光によって起電している二酸化珪素ソーラーセルは、赤外光を遮断あるいは減衰させる。
また、負荷回路が開いて赤外光によって起電していない二酸化珪素ソーラーセルは、赤外光を遮断あるいは減衰させない。
このことは、取り出し電極がガラス基板上に形成されている二酸化珪素ソーラーセルは、負荷回路の接続によって透過する赤外光の量を制御することができる。
That is, the silicon dioxide solar cell that is generated by infrared light with the load circuit closed closes or attenuates the infrared light.
In addition, a silicon dioxide solar cell that has an open load circuit and is not generated by infrared light does not block or attenuate infrared light.
This means that the silicon dioxide solar cell in which the extraction electrode is formed on the glass substrate can control the amount of infrared light transmitted through the connection of the load circuit.
これらのことを利用して、この出願においては二酸化チタンソーラーセル及び／又は二酸化珪素ソーラーセルを光透過型として複合複合ガラス板を構成し、ソーラーセルに接続された負荷を変化させることにより透過光量を変化させる。 By utilizing these things, in this application, a titanium dioxide solar cell and / or a silicon dioxide solar cell is used as a light transmission type to form a composite composite glass plate, and the amount of transmitted light is changed by changing the load connected to the solar cell. To change.
さらに、この出願では透過光の選択、言い換えれば不透過光の選択ができ、透過光量、見方を変えれば不透過光量を制御することができる複合ガラス板の発明を提供する。 Furthermore, this application provides an invention of a composite glass plate that allows selection of transmitted light, in other words, selection of non-transmitted light, and control of the amount of transmitted light and the amount of non-transmitted light by changing the way of viewing.
これらのことに着目して、この出願に係る不要光の透過量を制御する複合ガラス板の発明がなされた。
以下、図面を用いて実施例を説明する。
Focusing on these points, the invention of the composite glass plate for controlling the transmission amount of unnecessary light according to this application has been made.
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
［透過紫外光遮断複合ガラス板］
図３により不要光として紫外光の透過量を制御する複合ガラス板の概念構成及び機能を説明する。この複合ガラス板は、図２（ａ）に示した従来技術の紫外光ソーラーセルをそのまま複合ガラス板に転用し、負荷及び負荷を接続するためのスイッチを付加したものである。
この図において、１１及び１３は各々ＦＴＯ層１２及びＦＴＯ層１４を有するガラス基板、１５は多孔質二酸化チタン（ＴｉＯ２）焼結体、１６は電解質、１７は負荷、１８はスイッチである。
[Transmission ultraviolet light blocking composite glass plate]
The conceptual configuration and function of a composite glass plate that controls the amount of transmitted ultraviolet light as unnecessary light will be described with reference to FIG. This composite glass plate is obtained by diverting the ultraviolet solar cell of the prior art shown in FIG. 2A to the composite glass plate as it is and adding a load and a switch for connecting the load.
In this figure, 11 and 13 are glass substrates each having an
ＦＴＯ層１２，１４は各々電荷取り出し透明電極として機能し、スイッチ１８を介して負荷１７を接続する。
透明電極材料として錫の酸化物にフッ素をドープしたＦＴＯを用いたが、ＦＴＯは安価ではあるが電気抵抗値が大きいため膜厚を大きくする必要がありその結果光の透過率が低下する。
透明電極としてインジウムの酸化物９５％と安価な錫の酸化物５％からなるＩＴＯを用いた場合はレアアースであるインジウムを使用するため高価であるが膜厚を薄くすることができるため、光の透過率はＦＴＯを用いた場合と比較して少し高い。
さらに、透明電極としてカーボンナノチューブ，グラフェン等の炭素系の材料あるいは導電性ＰＥＴフィルム等も使用できる。
Each of the FTO layers 12 and 14 functions as a charge extraction transparent electrode, and connects a
As the transparent electrode material, FTO in which tin oxide is doped with fluorine is used. However, although FTO is inexpensive, its electric resistance value is large, so that it is necessary to increase the film thickness, and as a result, the light transmittance decreases.
When ITO made of 95% indium oxide and 5% inexpensive tin oxide is used as the transparent electrode, it is expensive because it uses rare earth indium. The transmittance is a little higher than when FTO is used.
Furthermore, carbon-based materials such as carbon nanotubes and graphene, or conductive PET films can be used as the transparent electrode.
１５は多孔質二酸化チタン焼結体であり、直径１０〜３０nmの超微粒子からなり広大な比表面積を持つアナターゼ型を用いている。
多孔質二酸化チタン焼結体には複数種類の型があり、他の型の焼結体も使用できる。
さらに、直径１０〜３０nmの超微粒子よりも少しサイズの大きめの二酸化チタン粒子やルチル粒子を僅かに混ぜると、局部的な光の散乱による閉じこめ効果により特性が向上する。
There are a plurality of types of porous titanium dioxide sintered bodies, and other types of sintered bodies can be used.
Further, when titanium dioxide particles or rutile particles slightly larger in size than ultrafine particles having a diameter of 10 to 30 nm are mixed slightly, the characteristics are improved by the confinement effect due to local light scattering.
二酸化チタンソーラーセルを色素増感型とすることも可能であり、使用する色素はルテニウム錯体色素が代表的なものであるが、この他にポルフィリン系やシアニン系，Ｃ６０誘導体やＢＴＳ（スチリル ベンゾチアゾリウム プロピルスルフォネート）,ハイビスカスやアメリカンチェリー等の植物からの色素が利用でき、異なる起電特性の色素を採用することによって、起電に利用する光を選択することができる。 Titanium dioxide solar cells can also be made dye-sensitized, and the dyes used are typically ruthenium complex dyes. Other than these, porphyrins, cyanines, C60 derivatives, BTS (styryl benzothia) Zolium propyl sulfonate), pigments from plants such as hibiscus and American cherry can be used, and by using pigments with different electromotive properties, the light used for electromotive force can be selected.
電解質１６としては、支持電解質としてリチウムイオンなどの陽イオンや塩素イオンなどの陰イオンなど種々の電解質を用い、電解質中に存在させる酸化還元対としては、ヨウ素−ヨウ素化合物、臭素−臭素化合物などの酸化還元対を用いる。
As the
この実施例１では次の電解質を用いた。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド０．４mol，テトラブチルアンモニウムアイオダイド０．４mol，4-tert-butyl pyridine：０．２mol，グアニジウムイソチオシアネート０．１molをプロピレンカーボネート液を溶媒として調製したもの。
この電解質は、ハロゲン分子の濃度が０．０００４mol／Ｌ以下の場合には、可視光領域においてほぼ無色透明である。
In Example 1, the following electrolyte was used.
1-ethyl-3-methylimidazolium iodide 0.4 mol, tetrabutylammonium iodide 0.4 mol, 4-tert-butyl pyridine: 0.2 mol, guanidinium isothiocyanate 0.1 mol using propylene carbonate solution as solvent Prepared.
This electrolyte is almost colorless and transparent in the visible light region when the concentration of halogen molecules is 0.0004 mol / L or less.
この他に、次の電解質も使用できる。
ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）０．５mol，金属ヨウ素（Ｉ２）０．０５molを分子量２２０のポリエチレングリコールを溶媒として調製したもの。
In addition, the following electrolytes can also be used.
A solution prepared by using 0.5 mol of lithium iodide (LiI) and 0.05 mol of metal iodine (I2) using polyethylene glycol having a molecular weight of 220 as a solvent.
さらに、次の電解質も使用できる。
ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）０．５mol，金属ヨウ素（Ｉ２）０．０５molをメトキシプロピオニトリルに溶かしたものに増粘剤を加え、更に開放起電力とフィルファクターを向上させるため4−tert-butyl pyridineを添加したもの。
Furthermore, the following electrolyte can also be used.
To increase the open electromotive force and the fill factor, 4-tert-butyl is added to a solution of 0.5 mol of lithium iodide (LiI) and 0.05 mol of metal iodine (I2) in methoxypropionitrile. Added with pyridine.
最高値を得た電解質として次のものがある。
ＬｉＩとＩ2，溶媒に3−メトキシプロピオニトリル，粘性を低くしイオンの拡散をスムーズにする常温溶融塩として1-propyl-2,3 dimethylimidazolium iodide，逆電流を防ぎ開放起電圧を高める4-tert-butyl pyridineを所定比混合したもの。
The following electrolytes have obtained the highest value.
LiI and I2, 3-methoxypropionitrile as solvent, 1-propyl-2,3 dimethylimidazolium iodide as a room temperature molten salt that lowers viscosity and smoothes ion diffusion, 4-tert increases the open electromotive force by preventing reverse current A mixture of -butyl pyridine in a specified ratio.
色素増感二酸化チタンソーラーセルの場合に溶媒を水系とすると色素の寿命を早めるため、アセトニトリ２０vol％とエチレンカーボネート８０vol％の混合溶液である有機溶媒が用いられる。 In the case of a dye-sensitized titanium dioxide solar cell, an organic solvent that is a mixed solution of 20% by volume of acetonitrile and 80% by volume of ethylene carbonate is used in order to shorten the life of the dye when the solvent is aqueous.
なお、複合ガラス板が無色透明である必要がない場合には沃素係電解液等有色の電解液を用いることもできる。
無色の電解質として酢酸あるいはクエン酸等の有機酸も使用できる。
In addition, when the composite glass plate does not need to be colorless and transparent, a colored electrolytic solution such as an iodine-related electrolytic solution can be used.
An organic acid such as acetic acid or citric acid can also be used as a colorless electrolyte.
複合ガラス板１０の機能について説明する。
（ａ）に示した複合ガラス板１０では負荷１７を接続するスイッチ１８が開いている。
そのため、複合ガラス板１０は二酸化チタンソーラーセルとして動作せず、紫外光が入射しても起電することはなく、自然光として可視光及び赤外光とともに複合ガラス板１０に入射した紫外光は、可視光及び赤外光とともにそのまま透過し、出射する。
The function of the
In the
Therefore, the
（ｂ）に示した複合ガラス板１０では負荷１７を接続するスイッチ１８が閉じている。
そのため、紫外光が入射すると複合ガラス板１０は二酸化チタンソーラーセルとして動作し、起電し、自然光として可視光及び赤外光と共に複合ガラス板１０に入射した紫外光は、起電に寄与することにより減衰して出射し、可視光及び赤外光はそのまま透過し、出射する。
すなわち、二酸化チタンソーラーセル構造を有する複合ガラス板１０は、負荷が接続されると、紫外光遮断複合ガラス板として機能する。
In the
Therefore, when ultraviolet light is incident, the
That is, the
透過出射紫外光減衰の確認は、ブラックライトからの波長３５２nmの紫外光を紫外光遮断複合ガラス板１０に入射させ、出射紫外光を蛍光管に照射し、発射蛍光の変化を観察することにより行った。
その結果、紫外線遮断ガラス１０は負荷を接続し起電させたときに、蛍光管が暗くなり、透過する紫外光が減衰したことを確認した。
Confirmation of transmitted and outgoing ultraviolet light attenuation is performed by making ultraviolet light having a wavelength of 352 nm from a black light incident on the ultraviolet light blocking
As a result, it was confirmed that when the
二酸化チタンは可視光を吸収しないから全ての可視光を透過させ、二酸化チタンの焼結体である多孔質二酸化チタン焼結体も散乱による反射を除き可視光を透過させる。そのため、焼結二酸化チタンの厚さが小さい場合は透明であり、視界が確保されるため、通常の窓ガラスとして使用可能である。
これに対して、焼結二酸化チタンの厚さが大きい場合は、視界は妨げられ不透明となるが、その場合は採光機能を確保しつつ視界をげる摺りガラスとして使用可能である。
Since titanium dioxide does not absorb visible light, it transmits all visible light, and a porous titanium dioxide sintered body, which is a sintered body of titanium dioxide, transmits visible light except for reflection due to scattering. Therefore, when the thickness of the sintered titanium dioxide is small, it is transparent and secures a field of view, so that it can be used as a normal window glass.
On the other hand, when the thickness of the sintered titanium dioxide is large, the visual field is obstructed and becomes opaque, but in that case, it can be used as a ground glass that secures the daylighting function and increases the visual field.
［透過赤外光遮断複合ガラス板］
図４により不要光である赤外光の透過を遮断する複合ガラス板２０の概念構成及び機能を説明する。この複合ガラス板の構造は、図２（ｂ）に示した従来技術の赤外光ソーラーセルと異なり、図２（ａ）に示した紫外光の透過を遮断する複合ガラス板の構造を転用している。
この図において、２１及び２３は各々ＦＴＯ層２２及びＦＴＯ層２４を有するガラス基板、２５は多孔質二酸化珪素（ＳｉＯ２）焼成体、２６は電解質、１７は負荷、１８はスイッチである。
[Transmission infrared light blocking composite glass plate]
The conceptual configuration and function of the
In this figure, 21 and 23 are glass substrates each having an
ＦＴＯ層２２，２４は各々電荷取り出し透明電極として機能し、スイッチ１８を介して負荷１７を接続する。
透明電極材料として錫の酸化物にフッ素をドープしたＦＴＯが用いたが、この他のＩＴＯ，カーボンナノチューブ，グラフェン等の炭素系の材料あるいは導電性ＰＥＴフィルム等が使用できることは、実施例１の二酸化チタンソーラーセルの場合と共通するのでさらなる説明は省略する。
The FTO layers 22 and 24 each function as a charge extraction transparent electrode, and connect the
Although FTO in which fluorine is doped into tin oxide is used as the transparent electrode material, other carbon-based materials such as ITO, carbon nanotubes, graphene, etc., or conductive PET film can be used. Since it is common with the case of a titanium solar cell, further explanation is omitted.
２５は粒径が５００ｎｍ以下である人工水晶をフッ化水素酸で処理し、白金粉末とともにエタノールと混合して焼成した二酸化珪素粒子焼成体である。
二酸化珪素粒子の径は５００ｎｍ以下の微粒子に限定されず、０．２ｍｍ程度の径であっても使用可能である。 The diameter of the silicon dioxide particles is not limited to fine particles of 500 nm or less, and even a diameter of about 0.2 mm can be used.
電解質２６としては、支持電解質としてリチウムイオンなどの陽イオンや塩素イオンなどの陰イオンなど種々の電解質を用い、電解質中に存在させる酸化還元対としては、ヨウ素−ヨウ素化合物、臭素−臭素化合物などの酸化還元対を用いる。
As the
この実施例２では次の電解質を用いた。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド０．４mol，テトラブチルアンモニウムアイオダイド０．４mol，4-tert-butyl pyridine：０．２mol，グアニジウムイソチオシアネート０．１molをプロピレンカーボネート液を溶媒として調製したもの。
この電解質は、ハロゲン分子の濃度が０．０００４mol／Ｌ以下の場合には、可視光領域においてほぼ無色透明である。
In Example 2, the following electrolyte was used.
1-ethyl-3-methylimidazolium iodide 0.4 mol, tetrabutylammonium iodide 0.4 mol, 4-tert-butyl pyridine: 0.2 mol, guanidinium isothiocyanate 0.1 mol using propylene carbonate solution as solvent Prepared.
This electrolyte is almost colorless and transparent in the visible light region when the concentration of halogen molecules is 0.0004 mol / L or less.
この他に使用することができる電解質は実施例１の二酸化チタンソーラーセルの場合と共通するのでさらなる説明は省略する。 Since the electrolyte that can be used in addition to this is the same as that of the titanium dioxide solar cell of Example 1, further explanation is omitted.
なお、無色透明であることを要求されない場合には濃度を下げた沃素係電解液等有色の電解液を用いることもできる。
無色の電解質として酢酸あるいはクエン酸等も使用できる。
If it is not required to be colorless and transparent, a colored electrolyte such as an iodine-related electrolyte with a reduced concentration can be used.
Acetic acid or citric acid can also be used as a colorless electrolyte.
複合ガラス板２０の機能について説明する。
（ａ）に示した複合ガラス板２０では負荷１７を接続するスイッチ１８が開いている。
そのため、複合ガラス板２０は二酸化珪素ソーラーセルとして動作せず、赤外光が入射しても起電することはなく、自然光として紫外光及び可視光とともに複合ガラス板２０に入射した赤外光は、紫外光及び可視光とともにそのまま透過し、出射する。
The function of the
In the
Therefore, the
（ｂ）に示した複合ガラス板２０では負荷１７を接続するスイッチ１８が閉じている。
そのため、赤外光が入射すると複合ガラス板２０は二酸化珪素ソーラーセルとして動作し、起電し、自然光として紫外光及び可視光と共に複合ガラス板２０に入射した赤外光は、起電に寄与することにより減衰して出射し、紫外光及び可視光はそのまま透過し、出射する。
すなわち、二酸化珪素ソーラーセル構造を有する複合ガラス板２０は、負荷が接続されると、赤外光遮断複合ガラス板として機能する。
In the
Therefore, when the infrared light is incident, the
That is, the
透過赤外光減衰の確認は、波長８００nmの近赤外光を複合ガラス板２０に入射させ、出射光による温度を観察することにより行った。
その結果、入射赤外光の透過量は１５．３％、すなわち、減衰量は８４．７％であった。
Confirmation of transmitted infrared light attenuation was performed by allowing near-infrared light having a wavelength of 800 nm to enter the
As a result, the transmission amount of incident infrared light was 15.3%, that is, the attenuation amount was 84.7%.
二酸化珪素の焼成体は散乱による反射を除き可視光を透過させる。そのため、焼成二酸化珪素の厚さが小さい場合は透明であり、視界が確保されるため、通常の窓ガラスとして使用可能である。
これに対して、焼成二酸化珪素の厚さが大きい場合は入射光の散乱により不透明となり、視界は妨げられるが、その場合は採光機能が確保しつつ視界を妨げる摺りガラスとして使用できる。
The sintered body of silicon dioxide transmits visible light except for reflection due to scattering. Therefore, when the thickness of the baked silicon dioxide is small, it is transparent and the field of view is secured, so that it can be used as a normal window glass.
On the other hand, when the thickness of the baked silicon dioxide is large, it becomes opaque due to scattering of incident light and the field of view is hindered. In this case, it can be used as a ground glass that prevents the field of view while ensuring the daylighting function.
［紫外光透過量制御複合ガラス板］
図３に示した実施例１の複合ガラス板は負荷をスイッチにより接離することにより不要紫外光の透過あるいは遮断を制御する。
実施例３ではこの負荷とスイッチの組み合わせに代えて、量を可変とする負荷、例えば可変抵抗器によって透過紫外光量を制御する。
負荷の量を変化させることにより透過紫外光量を制御することができる透過紫外光量制御複合ガラス板を図５により説明する。
[Ultraviolet light transmission control composite glass plate]
The composite glass plate of Example 1 shown in FIG. 3 controls transmission or blocking of unnecessary ultraviolet light by connecting and separating a load with a switch.
In the third embodiment, instead of the combination of the load and the switch, the amount of transmitted ultraviolet light is controlled by a load whose amount is variable, for example, a variable resistor.
A transmitted ultraviolet light amount control composite glass plate capable of controlling the transmitted ultraviolet light amount by changing the amount of load will be described with reference to FIG.
図５に実施例３として示したのは、図３に示した複合ガラス板１０を用いて透過紫外光量を制御する実施例であり、複合ガラス板１０の内部構成は図３に示した紫外線遮断ガラス１０と共通である。
この図において、１１及び１３は各々ＦＴＯ層１２及びＦＴＯ層１４を有するガラス基板、１５は多孔質二酸化チタン焼結体、１６は電解質である。
多孔質二酸化チタン焼結体１５には必要に応じて増感色素を付着させる。
FIG. 5 shows an example in which the amount of transmitted ultraviolet light is controlled using the
In this figure, 11 and 13 are glass substrates each having an
A sensitizing dye is attached to the porous titanium dioxide sintered
１９は可変負荷であり、取り出し電極であるＦＴＯ層１２とＦＴＯ層１４との間に接続されている。
可変負荷１９のインピーダンスは短絡状態から開放状態まで変化する。
負荷としては照明あるいは動力あるいは蓄電池あるいはスマートグリッド等の送配電網がある。
A
The impedance of the
The load includes lighting, power, a storage battery, and a power transmission and distribution network such as a smart grid.
ＦＴＯ等の透明導電膜、多孔質二酸化チタン焼結体、電解質等は実施例１と変わるところはないので、再度の説明は省略する。 Since the transparent conductive film such as FTO, the porous titanium dioxide sintered body, the electrolyte, and the like are not different from those in Example 1, the description thereof will be omitted.
図３に示した実施例１の二酸化チタンソーラーセル複合ガラス板１０は、スイッチ１８の開閉により負荷を接離しソーラーセルとしての動作を制御して、紫外光を透過／遮断する。
図５に示した実施例３の二酸化チタンソーラーセル複合ガラス板１０は、紫外光，可視光，赤外光を含む自然光が入射した場合、可変負荷１９の量を連続的に変化させることにより、可視光及び赤外光をそのまま透過するが、紫外光の透過量を連続的に変化させて制御する。
The titanium dioxide solar cell
When the natural light including ultraviolet light, visible light, and infrared light is incident on the titanium dioxide solar cell
多孔質二酸化チタン焼結体１５に増感色素を付着させた場合には、その増感色素が起電する光の透過量も制御する。
When a sensitizing dye is attached to the porous titanium dioxide sintered
［赤外光透過量制御複合ガラス板］
図６に実施例４として示したのは、図３に示した光透過型二酸化珪素ソーラーセル２０を光透過型の複合ガラス板として用いる実施例であり、内部構成は図３に示した二酸化珪素ソーラーセル２０と共通である。
[Infrared light transmission control composite glass plate]
Example 4 shown in FIG. 6 is an example in which the light transmission type silicon dioxide
この図において、２１及び２３は各々ＦＴＯ層２２及びＦＴＯ層２４を有するガラス基板である。
２５は多孔質二酸化珪素焼結体であり、２６は電解質である。
In this figure, 21 and 23 are glass substrates having an
25 is a porous silicon dioxide sintered body, and 26 is an electrolyte.
１９は可変負荷であり、取り出し電極であるＦＴＯ層２２とＦＴＯ層２４との間に接続されている。
可変負荷１９のインピーダンスは短絡状態から開放状態まで変化する。
負荷としては照明あるいは動力あるいは蓄電池あるいはスマートグリッド等の送配電網がある。
A
The impedance of the
The load includes lighting, power, a storage battery, and a power transmission / distribution network such as a smart grid.
ＦＴＯ等の透明導電膜、二酸化珪素焼成体、電解質等は実施例３と変わるところはないので、再度の説明は省略する。 Since the transparent conductive film such as FTO, the silicon dioxide fired body, the electrolyte, and the like are not different from those in Example 3, the description thereof will be omitted.
図３に示した実施例１の二酸化チタンソーラーセル複合ガラス板１０は、スイッチ１８の開閉により負荷を接離しソーラーセルとしての動作を制御して、紫外光を透過／遮断する。
図５に示した実施例３の二酸化チタンソーラーセル複合ガラス板１０は、紫外光，可視光，赤外光を含む自然光が入射した場合、可変負荷１９の量を連続的に変化させることにより、可視光及び赤外光をそのまま透過するが、紫外光の透過量を連続的に変化させて制御する。
The titanium dioxide solar cell
When the natural light including ultraviolet light, visible light, and infrared light is incident on the titanium dioxide solar cell
［紫外光透過量・赤外光透過量制御複合ガラス板］
図３により説明した実施例１の複合ガラス板１０及び図５により説明した実施例３の複合ガラス板１０は、紫外光及び紫外から可視光域の光の透過を遮断あるいは制御し、図４により説明した実施例２の複合ガラス板２０及び図６により説明した実施例４の複合ガラス板２０は、赤外光の透過を遮断あるいは制御する。
図７に示した実施例５及び図８に示した実施例６により、紫外から赤外の全領域にわたる光の透過を制御する複合ガラス板を説明する。
[Ultraviolet light transmission / infrared light transmission control composite glass plate]
The
A composite glass plate that controls the transmission of light over the entire ultraviolet to infrared region will be described with reference to Example 5 shown in FIG. 7 and Example 6 shown in FIG.
［紫外光透過量及び赤外光透過量制御分離型複合ガラス板」
図７により、図５に実施例３として示した紫外光透過量制御複合ガラス板１０と図６に実施例４として示した赤外光透過量制御複合ガラス板２０をタンデム構成で配置した分離型紫外光・赤外光透過量制御複合ガラス板２８を説明する。
[Separated type composite glass plate with controlled UV light transmission and infrared light transmission]
7, the ultraviolet light transmission control
紫外光透過量制御複合ガラス板１０の構成及び赤外光透過量制御複合ガラス板２０の構成は実施例４及び実施例５において既に説明してあるので、再度の説明は省略する。
Since the configuration of the ultraviolet light transmission control
１９は可変負荷であり、取り出し電極であるＦＴＯ層３２とＦＴＯ層３４との間に接続されている。
可変負荷１９のインピーダンスは短絡状態から開放状態まで変化する。
負荷としては照明あるいは動力あるいは蓄電池あるいはスマートグリッド等の送配電網がある。
A
The impedance of the
The load includes lighting, power, a storage battery, and a power transmission / distribution network such as a smart grid.
ＦＴＯ等の透明導電膜、多孔質二酸化チタン焼結体、電解質等は実施例１と変わるところはないので、再度の説明は省略する。 Since the transparent conductive film such as FTO, the porous titanium dioxide sintered body, the electrolyte, and the like are not different from those in Example 1, the description thereof will be omitted.
この複合ガラス板２８に図に示すように、紫外光，可視光，赤外光を含む自然光が入射する。
入射光は初めに二酸化チタンソーラーセルである紫外光透過量制御複合ガラス板１０に入射し、自然光中の紫外光は二酸化チタンソーラーセル中で起電し、減衰する。減衰量は可変負荷により制御される。
その結果、紫外光は減衰ないし遮断され、可視光と赤外光を含む光が紫外光透過量制御複合ガラス板１０から出射する。
As shown in the figure, natural light including ultraviolet light, visible light, and infrared light is incident on the
Incident light first enters the ultraviolet light transmission control
As a result, the ultraviolet light is attenuated or blocked, and light including visible light and infrared light is emitted from the ultraviolet light transmission control
紫外光透過量制御複合ガラス板１０から出射した可視光及び赤外光は次に二酸化珪素ソーラーセルである赤外光透過量制御複合ガラス板２０に入射し、赤外光は赤外光透過量制御複合ガラス板である二酸化珪素ソーラーセル中で起電し、減衰する。減衰量は可変負荷により制御される。
その結果、赤外光は減衰ないし遮断され、可視光が出射する。
Visible light and infrared light emitted from the ultraviolet light transmission control
As a result, infrared light is attenuated or blocked, and visible light is emitted.
このようにして、分離型紫外光・赤外光透過量制御複合ガラス板２８により自然光に含まれる有害あるいは不要な紫外光及び赤外光が減衰ないし遮断され、可視光のみが透過する。
In this way, harmful or unnecessary ultraviolet light and infrared light contained in natural light are attenuated or blocked by the separation-type ultraviolet light / infrared light transmission control
［紫外光透過量及び赤外光透過量制御一体型複合ガラス板」
図８により、図５に実施例３として示した紫外光透過量制御複合ガラス板１０と図６に実施例４として示した赤外光透過量制御複合ガラス板２０を一体に構成した一体型紫外光・赤外光透過量制御複合ガラス板２９を説明する。
[Ultraviolet light transmission and infrared light transmission control integrated composite glass plate]
As shown in FIG. 8, the ultraviolet light transmission control
図８において、３１及び３３は各々ＦＴＯ層３２及びＦＴＯ層３４を有するガラス基板、３５は多孔質二酸化チタン焼結体、３７は多孔質二酸化珪素焼成体、３６は電解質である。
In FIG. 8, 31 and 33 are glass substrates each having an
１９は可変負荷であり、取り出し電極であるＦＴＯ層３２とＦＴＯ層３４との間に接続されている。
可変負荷１９のインピーダンスは短絡状態から開放状態まで変化する。
負荷としては照明あるいは動力あるいは蓄電池あるいはスマートグリッド等の送配電網がある。
A
The impedance of the
The load includes lighting, power, a storage battery, and a power transmission / distribution network such as a smart grid.
ＦＴＯ等の透明導電膜、多孔質二酸化チタン焼結体、多孔質二酸化珪素焼成体、電解質等は実施例１と変わるところはないので、再度の説明は省略する。 Since the transparent conductive film such as FTO, the porous titanium dioxide sintered body, the porous silicon dioxide fired body, the electrolyte, and the like are not different from those in Example 1, the description thereof will be omitted.
この一体型複合ガラス板２９の多孔質二酸化チタン焼結体３５側の面からに図に示すように、紫外光，可視光，赤外光を含む自然光が入射する。
入射した自然光中の紫外光は多孔質二酸化チタン焼結体３５中で起電することにより、減衰する。
可視光，赤外光は減衰することなく出射し、多孔質二酸化珪素焼成体３４に入射する。赤外光は多孔質二酸化珪素焼成体３４中で起電することにより減衰し、可視光が多孔質二酸化珪素焼成体３４側の面から一体型複合ガラス板２９外に出射する
As shown in the figure, natural light including ultraviolet light, visible light, and infrared light is incident on the surface of the integrated
The incident ultraviolet light in natural light is attenuated by generating electricity in the porous titanium dioxide sintered
Visible light and infrared light exit without being attenuated and enter the porous silicon dioxide fired
つぎに、これまでに説明した複合ガラス板を適用する装置を説明する。 Next, an apparatus to which the composite glass plate described so far is applied will be described.
［複合ガラス板を採用した建築物］
建築物には窓，スカイライト中庭等多くの採光部がある。
採光部に使用される一般のガラス板は、多少の吸収及び反射を除き太陽光等の自然光を透過する。そのため、入射した紫外光により建築物内に日焼けが生じ、夏期には赤外光により温度上昇が発生するため空調が過剰に必要となる。紫外光と赤外光を遮蔽するために遮蔽物を使用すると、可視光も遮蔽されるため建築物内の光量が減少し暗くなる。
[Buildings using composite glass plates]
The building has many daylighting units such as windows and skylight courtyards.
A general glass plate used for the daylighting part transmits natural light such as sunlight except for some absorption and reflection. For this reason, sunburn occurs in the building due to the incident ultraviolet light, and the temperature rises due to infrared light in the summer, so that air conditioning is excessively required. When a shielding object is used to shield ultraviolet light and infrared light, visible light is also shielded, so that the amount of light in the building is reduced and darkened.
図９に示した実施例７の建築物４１には窓４２，スカイライト中庭４３等の採光部に図３〜図８に実施例１〜６として示した紫外光及び／又は赤外光透過量制御複合ガラス板を採用する。
これらの複合ガラス板は紫外光及び／又は赤外光の透過量を制御する。その結果、紫外光を通年遮断し、赤外光を夏期には遮断し冬季には透過するように制御することにより、建築物内が快適になる。
また、使用する複合ガラス板はソーラーセルであり起電するから、得られた電力を照明等に使用する。
また、この場合ソーラーセル中の二酸化チタン焼結体、二酸化珪素焼成体の厚さを大きくするかあるいは二酸化チタン焼結体、二酸化珪素焼成体を構成する粒子径を大きくすることにより、透視不可能なつや消しガラスとすることもできる。
In the
These composite glass plates control the transmission amount of ultraviolet light and / or infrared light. As a result, the interior of the building becomes comfortable by controlling the ultraviolet light so that it is blocked all year, and the infrared light is blocked in the summer and transmitted in the winter.
Moreover, since the composite glass plate to be used is a solar cell and generates electricity, the obtained electric power is used for lighting or the like.
In this case, it is impossible to see through by increasing the thickness of the titanium dioxide sintered body or silicon dioxide fired body in the solar cell or by increasing the particle diameter of the titanium dioxide sintered body or silicon dioxide fired body. It can also be made of frosted glass.
［複合ガラス板を採用したグリーンハウス］
植物の栽培に使用されるグリーンハウス（温室）は図１０に示すように外壁の全面が透光性のガラス板で構成されている。
全ての植物の生長には自然光成分の全てが常に必要ではなく、植物によりあるいは生長時期により必要とする光成分は異なる。例えば赤い光は光合成に利用され、近紫外光はビタミンＡ，Ｃ、ポリフェノール等の抗酸化物質生成に利用され、青い光は花の生成に利用される。
[Greenhouse with composite glass plate]
As shown in FIG. 10, a green house (greenhouse) used for plant cultivation is configured by a translucent glass plate on the entire outer wall.
Not all of the natural light components are always required for the growth of all plants, and the light components required for each plant vary depending on the growth period. For example, red light is used for photosynthesis, near-ultraviolet light is used for generation of antioxidants such as vitamins A, C and polyphenols, and blue light is used for generation of flowers.
図１０に示した実施例８のグリーンハウス４６には採光部全てのガラス板４７を図３〜図８に実施例１〜６として示した紫外光及び／又は赤外光透過量制御複合ガラス板とする。
これらの複合ガラス板は紫外光及び／又は赤外光の透過量を制御することにより、グリーンハウス内に入射する紫外光及び／又は赤外光の透過量を制御し、必要な光のみを入射させる。
In the green house 46 of Example 8 shown in FIG. 10, the
These composite glass plates control the amount of ultraviolet light and / or infrared light that enters the greenhouse by controlling the amount of ultraviolet light and / or infrared light transmitted. Let
この場合、紫外光透過量複合ガラス板の二酸化チタン焼結体に付着させる増感色素を選択することにより、透過する光を選択し、植物の栽培に有効に利用することができる。
また、使用する複合ガラス板はソーラーセルであり起電するから、得られた電力を照明等に使用する。
また、この場合ソーラーセル中の二酸化チタン焼結体、二酸化珪素焼成体の厚さを大きくするかあるいは二酸化チタン焼結体、二酸化珪素焼成体を構成する粒子径を大きくすることにより、透視不可能なつや消しガラスとすることもできる。
In this case, by selecting the sensitizing dye to be attached to the titanium dioxide sintered body of the ultraviolet light transmission composite glass plate, the transmitted light can be selected and used effectively for plant cultivation.
Moreover, since the composite glass plate to be used is a solar cell and generates electricity, the obtained electric power is used for lighting or the like.
In this case, it is impossible to see through by increasing the thickness of the titanium dioxide sintered body or silicon dioxide fired body in the solar cell or by increasing the particle diameter of the titanium dioxide sintered body or silicon dioxide fired body. It can also be made of frosted glass.
［複合ガラス板を採用した投光照明器具］
舞台照明等に使用されるスポットライトの光源には演色性を確保するためにタングステンランプあるいはハロゲンランプ等の白熱ランプが多く使用されている。
白熱ランプは熱器具であるため大量の赤外光を輻射し、人間等の非照明物が過剰に加熱される。
[Lighting lighting fixtures using composite glass plates]
An incandescent lamp such as a tungsten lamp or a halogen lamp is often used as a light source of a spotlight used for stage lighting or the like in order to ensure color rendering.
Since the incandescent lamp is a heating device, it emits a large amount of infrared light, and non-illuminated objects such as humans are excessively heated.
図１１に示す実施例９のスポットライトでは、赤外光を遮断あるいは赤外光透過量を制御するために、図４に実施例２として示した赤外光遮断複合ガラス板あるいは図６に実施例４として示した赤外光透過量制御複合ガラスを用いる。図１１において、５１はスポットライトケース，５２は白熱ランプ，５３は集光鏡，５４は平凸レンズであり、集光鏡５３、白熱ランプ５２、平凸レンズ５４がスポットライトケース５１内に光軸を一致させて順に配置されている。平凸レンズ５４の手前に赤外光透過量制御複合ガラス５５が配置され、赤外光透過量制御複合ガラスを構成するソーラーセルに、（ａ）においては抵抗器５６が、（ｂ）においては冷却ファンモータが接続されている。
In the spotlight of Example 9 shown in FIG. 11, in order to block infrared light or control the amount of transmitted infrared light, the infrared light blocking composite glass plate shown as Example 2 in FIG. 4 or implemented in FIG. The infrared light transmission control composite glass shown as Example 4 is used. In FIG. 11, 51 is a spotlight case, 52 is an incandescent lamp, 53 is a condensing mirror, and 54 is a plano-convex lens. The condensing
白熱ランプ５２からは可視光と共に大量の赤外光が放射されるが、赤外光は二酸化珪素ソーラーセルである赤外光透過量制御複合ガラス５５で起電することにより消費され、平凸レンズからは可視光だけが投射されるためスポットライトにより照明される人間等の非照明物が加熱されることはない。
A large amount of infrared light is radiated from the
（ａ）においては起電された電力は単純に抵抗器の加熱電流として消費されるが、（ｂ）に示すように起電された電力をスポットライト冷却用のファンの電源として利用することもできる。 In (a), the electromotive power is simply consumed as the heating current of the resistor. However, as shown in (b), the electromotive power can be used as a power source for the spotlight cooling fan. it can.
［複合ガラス板を採用した輸送装置］
代表的な輸送装置として図１２に示した自動車はフロントウィンドシールド６１，フロントドアウィンドウ６２，リアウィンドウ６３，リアウィンドシールド６４，スライディングサンルーフ６５等多くのガラス製の採光部があり、採光部から入射する紫外光は運転者等の乗員の皮膚に炎症を起こすことがあり、赤外光は車室内の温度上昇をもたらし、時にはステアリング等の操縦装置が触れられないほどの温度になることがある。
[Transport equipment using composite glass plates]
As a typical transportation apparatus, the automobile shown in FIG. 12 has many glass daylighting parts such as a
この問題を解決するためにこれらのガラス採光部を図３〜図８に実施例１〜６として示した紫外光及び／又は赤外光透過量制御複合ガラス板とする。
これらの複合ガラス板は紫外光及び／又は赤外光の透過量を制御することにより、輸送装置内に入射する紫外光及び／又は赤外光の透過量を制御し、必要な光のみを入射させる。
このことにより、紫外光による日焼け、赤外光による加熱等の問題が回避される。
In order to solve this problem, these glass lighting parts are the ultraviolet light and / or infrared light transmission control composite glass plates shown as Examples 1 to 6 in FIGS.
These composite glass plates control the amount of ultraviolet light and / or infrared light that enters the transport device by controlling the amount of ultraviolet light and / or infrared light transmitted. Let
This avoids problems such as sunburn by ultraviolet light and heating by infrared light.
多孔質二酸化チタンと資源量に問題がなく安価な二酸化ケイ素と無色透明な電解質をを２枚の複合ガラス板の間に封入したこの出願に係る発明の複合ガラス板は紫外線及び赤外線を遮断し、可視光を透過させるので、窓用の複合ガラス板としてきわめて有用であるばかりでなく、ソーラーセルでもあるので、エネルギー問題の解決にきわめて有効である。
建築物外装用板ガラス、建築物内装用板ガラス、乗り物用板ガラス、農業用板ガラス、家具用板ガラス、電気製品用板ガラス、ショウケース用板ガラス、特にペアガラスのような断熱用途の２重板ガラスタイプが用いられている分野できわめて有用である。
The composite glass plate of the present invention in which porous titanium dioxide, inexpensive silicon dioxide with no problem in resources and a colorless and transparent electrolyte are enclosed between two composite glass plates, blocks ultraviolet rays and infrared rays, and visible light Is not only extremely useful as a composite glass plate for windows, but is also a solar cell, so it is extremely effective in solving energy problems.
Sheet glass for building exteriors, sheet glass for building interiors, sheet glass for vehicles, sheet glass for agriculture, sheet glass for furniture, sheet glass for electrical products, sheet glass for showcases, especially double-glazed glass types for heat insulation such as paired glass are used. It is extremely useful in the fields where
１０，２０，２８，２９ 複合ガラス板
１１，１３，２１，２３ ガラス基板
１２，１４，２２，２４ ＦＴＯ透明導電膜
１５ 二酸化チタン層
１６，２６ 電解質
１７ 負荷
１８ スイッチ
１９ 可変負荷
２５ 二酸化ケイ素層
２８ 対向電極
４１ 建築物
４６ グリーンハウス」
５１ 照明用スポットライト
10, 20, 28, 29
51 Spotlight for lighting
Claims (27)
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に光起電物質層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：複合ガラス板。 Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A photovoltaic material layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate.
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化チタン層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第１の複合ガラス板と、
透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化珪素層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第２の複合ガラス板を一体に構成した複合ガラス板。 Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A titanium dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a first composite glass plate;
Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A silicon dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate integrally formed with a second composite glass plate.
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化チタン層が形成され；
前記ガラス基板の他方の前記透明導電膜に二酸化珪素層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：複合ガラス板。 Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A titanium dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
A silicon dioxide layer is formed on the other transparent conductive film of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate.
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化チタン層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第１の複合ガラス板と、
透明導電層が形成され前記透明導電膜が対向するように配置された２枚のガラス基板；
前記ガラス基板の一方の前記透明導電膜に二酸化珪素層が形成され；
前記２枚のガラス基板の間に電解質が充填されて封止され；
前記２枚のガラス基板の各々に形成された透明導電膜が電力取出電極とされ：
前記取出し電極が外部負荷に接続される：第２の複合ガラス板を一体に構成した複合ガラス板。 Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A titanium dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a first composite glass plate;
Two glass substrates on which a transparent conductive layer is formed and arranged so that the transparent conductive film faces each other;
A silicon dioxide layer is formed on one of the transparent conductive films of the glass substrate;
An electrolyte is filled and sealed between the two glass substrates;
The transparent conductive film formed on each of the two glass substrates is used as a power extraction electrode:
The extraction electrode is connected to an external load: a composite glass plate integrally formed with a second composite glass plate.
A transportation device using the composite glass plate according to claim 23 or 24.
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