JP2014504434A - 光電気化学セルを含み、バイパス手段および紫外線フィルタを備えたdssc光起電力装置 - Google Patents
光電気化学セルを含み、バイパス手段および紫外線フィルタを備えたdssc光起電力装置 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図1
Description
−前記基板上の一体化バイパス手段であって、前記バイパス手段は、前記少なくとも1つの光電気化学セルごとにバイパスダイオードを含み、前記バイパスダイオードは、光起電力装置の1つの縁部上に設けられ、前記縁部は、少なくとも2つの部分である、前記第1の基板の部分および前記第2の基板の部分と、前記2つの部分間に挟持され、電気絶縁材料を含む封入材料とによって規定される、一体化バイパス手段と、
−前記バイパスダイオードのアノードおよびカソードを前記セルの負および正電極にそれぞれ接続する2つの導電性トラックと、
−前記少なくとも1つのセルに少なくとも対応して、前記基板の少なくとも1つの面上に適用される、紫外線放射を少なくとも部分的にフィルタリングするための紫外線フィルタリング手段と、
をさらに含むDSSC光起電力装置である。
−一体化バイパス手段であって、光起電力モジュール1の負電極3と接続された第1の導電性トラック6と、光起電力モジュール1の正電極2に接続された第2の導電性トラック7と、前記導電性トラックと接続された電気端子を有するバイパスダイオード5とを含む前記バイパス手段と、
−DSSCセルと太陽放射との間に挟持されるように光起電力装置に適用される、紫外線放射をフィルタリングするためのフィルタリング手段と、
をさらに含む。
式中、
Vs=日陰になったセルの負電圧
Vns=日陰になっていないセルの正電圧
Vd=ダイオードの閾値電圧
電圧Vsが全ての日陰になった光電気化学セル4に関して等しく、電圧Vnsが全ての日陰になっていない光電気化学セル4に関して等しいと仮定すると、
|nVS|≧|VD|+mVNS
が得られる。
Vs≧Vd+(n−1)Voc
式中、
Vd=導通状態にあるダイオードの絶対値としての電圧、
Voc=開セル回路の電圧、
N=ダイオードに接続されたセルの数である。
Vs=1.2V(絶対値としての閾値負電圧の値、これを超えると、セルはすぐに障害を起こす)、
Vd=約0.6V(p−n接合ダイオードが導通を開始するための閾値電圧の値)、
Voc=約0.75V(直接分極(direct polarization)下でセルを提供できる最大電圧の値)である。
nmax≦1+(Vs−Vd)/Voc
nmax≦1+(1,5−0,8)/0,75
nmax≦1,9
従って、1.2Vの閾値電圧およびp−n接合ダイオードを用いて、各セルに対してバイパスダイオードを設ける必要がある。
nmax≦2,6
が得られる。
nmax≦1+(Vs−Vd)/Voc
nmax≦1+(0,5−0,2)/0,75
nmax≦1,4
全領域:182.76cm2
アクティブ領域:108.8cm2
開口率:59%
によって特徴付けられ、
ここで、全領域は、2つの領域である、バイパスダイオードを除く光起電力モジュールの表面に関連する177.76cm2の第1の領域と、バイパスダイオードによって占有される領域と、前記ダイオードを囲み、前記モジュールと、同モジュールに直列接続される別のモジュールとの間に設けられる領域との5cm2の第2の領域との合計によるものである。
全領域:177.76cm2
アクティブ領域:108.8cm2
開口率:61%
を有する。
Claims (18)
- 負電極または光電極と、正電極または対向電極とを備えた少なくとも1つの光電気化学セル(4)を含み、前記少なくとも1つの光電気化学セル(4)は、2つの基板である、前記正電極側の第1の基板(9(と、前記負電極側の第2の基板(10)との間に挟持され、前記基板(9、10)の各々は、関連する第1の面(2、3)と、前記第1の面と反対側の関連する第2の面(22、33)とを有し、前記第1の基板(9)の前記第1の面(2)は、前記第2の基板(10)の前記第1の面(3)に対面する、DSSC光起電力装置において、
− 前記基板上の一体化バイパス手段であって、前記バイパス手段は、前記少なくとも1つの光電気化学セル(4)ごとにバイパスダイオード(5、5’)を含み、前記バイパスダイオード(5)は、前記光起電力装置の1つの縁部上に設けられ、前記縁部は、少なくとも2つの部分である、前記第1の基板(9)の部分および前記第2の基板(10)の部分と、前記2つの部分間に挟持され、電気絶縁材料を含む封入材料(41)とによって規定される、一体化バイパス手段と、
− 前記バイパスダイオード(5、5’)のアノードおよびカソードを前記セルの前記負および正電極にそれぞれ接続する2つの導電性トラック(6、7)と、
− 前記少なくとも1つのセルに少なくとも対応して、前記基板(9、10)の少なくとも1つの面(2、22、3、33)上に適用される、紫外線放射を少なくとも部分的にフィルタリングするための紫外線フィルタリング手段と、
をさらに含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。 - 請求項1に記載のDSSC光起電力装置において、直列接続された複数の光電気化学セル(4)を含み、前記バイパス手段は、前記光電気化学セル(4)の各々に対してバイパスダイオード(5、5’)を含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1に記載のDSSC光起電力装置において、直列接続された複数の光電気化学セル(4)を含み、前記バイパス手段は、2つ以上の前記光電気化学セル(4)ごとに、前記2つ以上の光電気化学セル(4)の内の第1のセルの負電極に接続されたアノードと、前記2つ以上の光電気化学セル(4)の内の最後のセルの正電極に接続されたカソードとを有するバイパスダイオード(5、5’)を含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、各バイパスダイオード(5、5’)に対して、前記バイパスダイオード(5、5’)が位置する縁部とは反対の前記光起電力装置の縁部上に位置する第2のバイパスダイオード(5’、5)を含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、少なくとも1つの研磨縁部を前記少なくとも1つの基板(9、10)上に設けることと、前記バイパス手段を前記研磨縁部上に配置することとを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、対応する数のバイパスダイオード(5、5’)を収容するために、1つまたは複数のハウジングを前記基板(9、10)の少なくとも1つの上に設けることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、各バイパスダイオード(5、5’)がショットキーダイオードであることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、導電性トラック(6、7)が、導電性接着剤または樹脂を用いて得られることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、導電性トラック(6、7)が、導電性金属ストリップを用いて得られることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項8または9に記載のDSSC光起電力装置において、前記導電性トラック(6、7)上に、金属ストリップ(13)をさらに適用することを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至10の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、前記フィルタリング手段は、390nm〜410nmの範囲内の閾値よりも低い波長を有する紫外線放射または太陽スペクトル部分をフィルタリングすることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、前記フィルタリング手段は、太陽に暴露される基板の少なくとも1つの面の全表面上および/または太陽に暴露される基板(9、10)の少なくとも1つの面(2、22、3、33)の全表面上に適用されることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至12の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、前記フィルタリング手段は、太陽に暴露される基板の少なくとも1つの面の全表面上および/または太陽に暴露されない基板(9、10)の少なくとも1つの面(2、22、3、33)の全表面上に適用されることを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至13の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、前記フィルタリング手段は、高分子材料のシートまたはプレートを含む紫外線フィルタ(11)を含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項14に記載のDSSC光起電力装置において、前記紫外線フィルタ(11)は、ポリエステルまたはポリカーボネートまたはポリビニルを含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至13の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、前記フィルタリング手段は、フィルムまたはコーティング層を含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至13の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、前記フィルタリング手段は、前記基板の少なくとも1つを含むことを特徴とするDSSC光起電力装置。
- 請求項1乃至17の何れか1項に記載のDSSC光起電力装置において、少なくとも1つの光電気化学セルは、互いに並列接続された複数のセルを含み得ることを特徴とするDSSC光起電力装置。
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