JP2017199885A - 太陽光発電ユニット - Google Patents

太陽光発電ユニット Download PDF

Info

Publication number
JP2017199885A
JP2017199885A JP2016092005A JP2016092005A JP2017199885A JP 2017199885 A JP2017199885 A JP 2017199885A JP 2016092005 A JP2016092005 A JP 2016092005A JP 2016092005 A JP2016092005 A JP 2016092005A JP 2017199885 A JP2017199885 A JP 2017199885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dye
solar cell
light
sensitized solar
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2016092005A
Other languages
English (en)
Inventor
尊士 鈴木
Takashi Suzuki
尊士 鈴木
俊介 功刀
Shunsuke Kunugi
俊介 功刀
大輔 時田
Daisuke Tokita
大輔 時田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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 Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2016092005A priority Critical patent/JP2017199885A/ja
Priority to TW106114564A priority patent/TW201809425A/zh
Priority to PCT/JP2017/016944 priority patent/WO2017188437A1/ja
Publication of JP2017199885A publication Critical patent/JP2017199885A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25Roof tile elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20Optical components
    • H02S40/22Light-reflecting or light-concentrating means
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

【課題】発電効率を維持しつつ、例えば直接光や風雨に晒されることを抑制可能な位置に配置することで、耐候性に優れるフレキシブルタイプのものを提供することができる。【解決手段】建物の傾斜面を有する屋根20の傾斜方向に沿って順次、重なり部を有して配置される屋根部材2が設けられ、屋根部材2の上面2aに反射板3が備えられ、下面2bに反射板3と離間して色素増感太陽電池10が設けられ、重なり合う屋根部材2、2同士の間には隙間Sが形成された構成の太陽光発電ユニットを提供する。【選択図】図2

Description

本発明は、色素増感太陽電池を備えた太陽光発電ユニットに関する。
従来、色素増感太陽電池として、透明電極を形成させた透明基板と、対向電極を形成させた対極基板と、前記透明電極上に形成させ多孔質の半導体材料に増感色素を担持させて形成させた半導体層と、前記半導体層と対向電極との間に設けられる液状又は擬液状の電解質と、前記電解質を封止して前記透明基板と前記対極基板とを固着させる封止材と、を備えた構造のものがある。
このような色素増感太陽電池では、例えば特許文献1に示されるようなフレキシブルタイプで個々の重量が小さく、薄型のものが知られている。
特許文献1には、色素増感太陽電池の複数のセルが可撓性を有するフレキシブルな接続部材によって電気的に接続された電気モジュールについて記載されている。
特開2011−8962号公報
上述した従来のフレキシブルな色素増感太陽電池では、様々な箇所に設置することができることから、例えば、屋外に設置する場合には天候の変化等による突発的な負荷に対して、容易に破損しないことが求められている。加えて、日光や風雨に晒される環境下において、劣化しにくく、破損しにくいことが求められている。
しかしながら、上述したようなフレキシブルタイプの色素増感太陽電池の外装材には柔軟な樹脂シートが用いられているため、直接光による熱や紫外線、或いは風雨等の天候の変化への耐久性や、長期にわたって屋外に晒されることへの耐久性(以下、両耐久性を総じて、耐候性ということがある)が満足できるものではなく、その点で改善の余地があった。
さらに、単に色素増感太陽電池の受光面を保護フィルム等の保護材で覆う構成にすることも考えられるが、発電効率が低下するおそれがある。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、発電効率を維持しつつ、耐候性に優れるフレキシブルタイプの太陽光発電ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽光発電ユニットは、色素増感太陽電池の受光面には、太陽の直接光が当たらない構成とされており、反射面を備える被取付部材と、前記被取付部材と離間して設けられた色素増感太陽電池と、を備え、前記色素増感太陽電池における前記受光面の反対面には、外部から遮蔽された遮蔽面を有する取付部材を備え、 前記色素増感太陽電池は、前記反対面を前記取付部材の遮蔽面側に向けた状態で配置されていることを特徴としている。
本発明では、被取付部材に備えられた反射面によって太陽光を色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることで、色素増感太陽電池で間接的な反射光を受光して発電することができる。
そして、色素増感太陽電池の受光面が取付部材の遮蔽面側に取り付けられているので、受光面に過剰な日光が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面が太陽光による熱、紫外線等に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面における劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)の向上を図ることができる。さらに、色素増感太陽電池の受光面が外部に露出していないので、風雨に晒されることによる受光面に汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
このように本発明では、色素増感太陽電池が反射光により発電する構成となるため、色素増感太陽電池を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、本発明では、反射面の面積を適宜調整することで色素増感太陽電池の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記色素増感太陽電池の受光面には、太陽の直接光が当たらないことを特徴としてもよい。
この場合には、直接光が当たることによる熱や紫外線等による受光面の劣化や破損を防止することができ、色素増感太陽電池の耐候性を高めることができる。
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記被取付部材及び前記取付部材は、建物の傾斜面を有する屋根の傾斜方向に沿って順次、重なり部を有して配置される屋根部材であり、重なり合う前記屋根部材同士の間には光取込み空間が形成され、前記屋根部材の上面に前記反射面が備えられ、下面に前記色素増感太陽電池が設けられていることを特徴としてもよい。
この場合には、一方の屋根部材の上面に備えられた反射面によって太陽光を、一方の屋根部材の上方に重なる他方の屋根部材の下面に設けられた色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることで、色素増感太陽電池で間接的な反射光を受光して発電することができる。この場合、互いに重なる屋根部材同士の間に光取込み空間が形成されているので、太陽の位置によって変化する反射面における太陽光の入射角度に対応して反射光を、確実に色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることができる。
このように、本発明では、建物の屋根に設けられる屋根部材を利用して色素増感太陽電池の発電効率を向上させることができる。
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記反射面は、受光面側に反射機能を有する別の色素増感太陽電池から形成されていてもよい。
この場合には、反射面が別の色素増感太陽電池を構成しているので、この別の色素増感太陽電池自体で発電させることができる。さらに、この別の色素増感太陽電池の受光面に入射した太陽光を、取付部材に固定される一方の色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることができるので、太陽光発電ユニット全体としての発電容量を増大させることができる。
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、前記反射面は、保護材や紫外線吸収材で覆われていることを特徴としてもよい。
この場合には、屋外に露出して太陽光の直接光や風雨に晒される反射面が保護材で覆われているので、このような天候の変化に伴う耐候性を高めることができる。そのため、反射面における反射性能を維持することができ、反射面に入射する太陽光に対する反射光の光量の低下を抑制することができる。また、紫外線が太陽電池に当たるのを低減することができる。そのため、太陽電池の発電効率の劣化を低減させることができる。
また、本発明に係る太陽光発電ユニットは、被取付部材と、前記被取付部材と離間して設けられ、前記被取付部材に対向する受光面を有する色素増感太陽電池と、を備え、前記被取付部材と前記色素増感太陽電池との間には光取込み空間が形成され、外部の光を前記光取込み空間に導く導光部を備えていることを特徴としている。
本発明に係る太陽光発電ユニットでは、被取付部材と色素増感太陽電池との間に形成される光取込み空間に備えられる導光部によって太陽光等の外部の光が光取込み空間に導かれ、その導光部から発光される間接的な光を色素増感太陽電池の受光面で受光して発電することができる。
この場合には、色素増感太陽電池の受光面を外部から遮蔽された場所に配置させることが可能となるので、受光面に過剰な日光が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面が太陽光による熱、紫外線、及び風雨に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面における劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)の向上を図ることができる。さらに、色素増感太陽電池の受光面が外部に露出しない構成とすることが可能なため、風雨に晒されることによる受光面に汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
このように本発明では、色素増感太陽電池が導光部の発光により発電する構成となるため、色素増感太陽電池を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、本発明では、導光部の形態に応じて色素増感太陽電池の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
本発明の太陽光発電ユニットによれば、発電効率を維持しつつ、例えば直接光や風雨に晒されることを抑制可能な位置に配置することで、耐候性に優れるフレキシブルタイプのものを提供することができる。
本発明の第1の実施の形態による太陽光発電ユニットの構成を示す斜視図である。 図1に示す太陽光発電ユニットの構成を部分的に拡大した断面図である。 図1に示す太陽光発電ユニットの色素増感太陽電池の構成を示す部分断面図である。 第2の実施の形態による太陽光発電ユニットの構成を示す側面図である。
以下、本発明の実施の形態による太陽光発電ユニットについて、図面に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
図1及び図2に示すように、本実施の形態の太陽光発電ユニット1は、反射板3(反射面)を備える屋根部材2(被取付部材)と、この屋根部材2の反射板3と離間して設けられたフィルム型の色素増感太陽電池10と、を備えている。
屋根部材2は、長尺の板状の周知の瓦材であり、長手方向を横方向に向けて屋根20の傾斜面(図1では屋根20の一方の傾斜面のみに屋根部材2が設けられている)に沿って順次、上下方向に重なり部を有して配置されている。そして、互いに重なり合う屋根部材2、2同士の間には所定の隙間S(光取込み空間)が形成されている。反射板3には、スズやアルミニウム等の光の反射効率の高い適宜な部材が採用される。或いは、ガラスにアルミニウム等を被覆したものであっても良い。
ここで、屋根部材2において、屋外に露出する上向きの表面を上面2aといい、下向きの裏面を下面2b(遮蔽面)という。
なお、反射板3は、図1及び図2において、屋根部材2の上面2aの全体にわたって配置されているが、上面2aのうち部分的に配置されていてもかまわない。要は、太陽光L1を反射板3で反射した反射光L2が当該屋根部材2の上方に重なる別の板状部材2の下面2b(遮蔽面)側に向かうように反射板3が配置されていれば良い。
屋根部材2における外部から遮蔽された下面2bには、色素増感太陽電池10が受光面10aを下方に向けた状態で配置されている。色素増感太陽電池10の受光面10aと反対側の反対面10bには、屋根部材2(取付部材)が設けられることになる。つまり、屋根部材2の上面2aには反射板3が配置され、下面2bには色素増感太陽電池10が配置されている。
なお、本実施の形態では、反射板3を設けているが、この反射板3を省略することも可能であり、この場合には屋根部材2の上面2a自体が反射面となる。また、反射板3に代えて、屋根部材2の上面2aに反射膜を被覆したものであってもかまわない。
色素増感太陽電池10の受光面10aは、反射板3と対向して配置され、反射板3で反射された反射光L2が受光される。なお、色素増感太陽電池10は、屋外に直接露出しない屋根部材2の下面2b側に配置されるので、受光面10aには太陽の直接光が当たらないようになっている。
色素増感太陽電池10の構成は、特に限定されないが、図3を用いてその構成を説明する。
色素増感太陽電池10は、半導体電極11と対向電極12とが封止機能付きの導通材(図示省略)を介して対向配置されてなる電気モジュールである。なお、本実施の形態では、第1基材13及び第2基材14の間に形成された複数のセルの封止と、各セル同士の電気的な直列接続又は並列接続とを要する種々の電気モジュールを対象としている。
本実施の形態の色素増感太陽電池10は、直列接続されたセルのうち、色素増感太陽電池10の長さ方向の両端に位置するセルのそれぞれから取り出した端子を介して色素増感太陽電池の外部に設けられる端子ボックスに接続される構成となっている。
具体的に色素増感太陽電池10は、第1基材13と、第2基材14と、半導体電極11と、対向電極12と、電解質15と、導通材(図示省略)と、を備えている。
半導体電極11は、第1基材13上に積層された透明導電膜11Aと、透明導電膜11A上に積層された多孔質の半導体層11Bと、を備えている。
対向電極12は、第2基材14上に積層された対向導電膜12Aと、対向導電膜12A上に積層された触媒層(図示省略)と、を備えている。
色素増感太陽電池10の導通材の両側方には、封止材16が配されている。導通材と封止材16とにより、電極間(即ち、半導体電極11と対向電極12との間)を接着している。そして、導通材に含まれた導電粒子によって、半導体電極11と対向電極12の間には厚み方向に間隙が形成され、その間隙内に電解質15が封止されている。
導通材は、半導体電極11及び対向電極12を構成する透明導電膜11A及び対向導電膜12Aに直接接触している。透明導電膜11A及び対向導電膜12Aの所定の箇所には、レーザ照射等によって絶縁された複数のパターニング部が設けられている。
第1基材13及び第2基材14の材質は、特に限定されず、例えば、樹脂等の絶縁体、半導体、金属、ガラス等が挙げられる。前記樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニル、ポリアミド等が挙げられる。薄くて軽いフレキシブルな色素増感太陽電池10を製造する観点からは、基材は透明樹脂製であることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム又はポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムであることがより好ましい。なお、第1基材13の材質と第2基材14の材質とは、異なっていても構わない。
透明導電膜11A、対向導電膜12Aの種類や材質は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池に使用される導電膜が適用可能であり、例えば、金属酸化物で構成される薄膜が挙げられる。前述の金属酸化物としては、スズドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アルミドープ酸化亜鉛(ATO)、酸化インジウム/酸化亜鉛(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)等が例示できる。
半導体層11Bは、吸着した光増感色素から電子を受け取ることが可能な材料によって構成され、通常は多孔質であることが好ましい。半導体層11Bを構成する材料は特に限定されず、公知の半導体層11Bの材料が適用可能であり、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物半導体が挙げられる。
半導体層11Bに担持される光増感色素は特に限定されず、例えば有機色素、金属錯体色素等の公知の色素が挙げられる。前述の有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、チオフェン系等が挙げられる。前記金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が好適に用いられる。
触媒層を構成する材料は、特に限定されず、公知の材料を適用可能であり、例えば、白金、カーボンナノチューブ等のカーボン類、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の導電性ポリマー等が挙げられる。
電解質15は、特に限定されず、公知の色素増感太陽電池で使用されている電解質を適用できる。電解質15としては、例えばヨウ素とヨウ化ナトリウムが有機溶媒に溶解された電解液等が挙げられる。
電解質15が接触する半導体層11Bにおいて多孔質内部を含む表面には、図示しない公知の光増感色素が吸着している。
導通材は、例えば、導線、導電チューブ、導電箔、導電板および導電メッシュ、導電ペーストから選ばれる1種以上が用いられる。ここで導電ペーストとは、比較的剛性が低く、柔らかい形態の導電性材料であり、例えば固形の導通材が有機溶媒、バインダー樹脂等の粘性を有する分散媒に分散された形態を有し得る。導通材6は両面接着タイプの銅テープのように、導通と接着の両方の機能を有していても良い。さらに導通材としては、例えば、金、銀、銅、クロム、チタン、白金、ニッケル、タングステン、鉄、アルミニウム等の金属、或いはこれらの金属のうち2種以上の合金等が挙げられるが、特に限定されない。また、導電性の微粒子(例えば、前記金属又は合金の微粒子、カーボンブラックの微粒子等)が分散された、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂組成物等も前記材料として挙げられる。
封止材16は、対向する第1基材13及び第2基材14を接着し、且つこれら基材13、14間に形成されたセルを封止することが可能な非導電性の部材であれば特に制限されない。封止材16の材料としては、例えば、ホットメルト接着剤(熱可塑性樹脂)、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、並びに、紫外線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を含んだ樹脂等、一時的に流動性を有し、適当な処理により固化される樹脂材料等が挙げられる。前記ホットメルト接着剤としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。前記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾオ
キサゾン樹脂等が挙げられる。前記紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の光重合性のモノマーを含むものが挙げられる。
次に、上述した太陽光発電ユニット1の作用について図面を用いて詳細に説明する。
本実施の形態では、図2に示すように、一方の屋根部材2の上面2aに備えられた反射板3によって太陽光L1を、一方の屋根部材2の上方に重なる他方の屋根部材2の下面2bに設けられ、反射板3から離間して設けられた色素増感太陽電池10の受光面10aに向けて反射させることで、色素増感太陽電池10で間接的な反射光L2を受光して発電することができる。
そして、色素増感太陽電池10の受光面10aが屋根部材2の下面2b側に取り付けられているので、受光面10aに過剰な日光(直接光)が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面10aが太陽光L1による熱、紫外線、及び風雨に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面10aにおける劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)を向上させることができる。さらに、色素増感太陽電池10の受光面10aが外部に露出していないので、風雨に晒されることによる受光面10aに汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
また、本実施の形態の場合には、互いに重なる屋根部材2、2同士の間に光取込み空間となる隙間Sが形成されているので、太陽の位置によって変化する反射板3における太陽光L1の入射角度に対応して反射光L2を、確実に色素増感太陽電池10の受光面10aに向けて反射させることができる。
また、本実施の形態では、建物の屋根20に設けられる屋根部材2を利用して色素増感太陽電池10の発電効率の向上を図ることができる。
このように本実施の形態では、色素増感太陽電池10が反射光L2により発電する構成となるため、色素増感太陽電池10を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、本実施の形態では、反射板3の面積を適宜調整することで色素増感太陽電池10の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
このように本実施の形態では、発電効率を維持しつつ、例えば直接光や風雨に晒されることを抑制可能な位置に配置することで、耐候性に優れるフレキシブルタイプのものを提供することができる。
次に、本発明の太陽光発電ユニットによる他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。
(第2の実施の形態)
図4に示す第2の実施の形態による太陽光発電ユニット1Aは、建物の天井部22(被取付部材)と、屋根20の下面20aに設けられ天井部22と離間して設置されて、天井部22に対向する受光面10aを有する色素増感太陽電池10と、を備え、天井部22と色素増感太陽電池10(屋根20)との間には屋根裏空間23(光取込み空間)が形成され、外部の光(太陽光L1)を屋根裏空間23に導く光ファイバー管4(導光部)を備えている。ここで、本実施の形態では、屋根裏空間23には太陽光L1が直接、入射しないようになっている。
光ファイバー管4は、コアとコアを囲繞するクラッドとを備える公知のもので、屋根裏空間23における色素増感太陽電池10の下方の範囲に配置されている。光ファイバー管
4の一端4aは、屋外の屋根20上に設けられる集光部41に接続されている。集光部41は、光ファイバー管4の光源として太陽光L1(外部の光)を集光する。光ファイバー管4は、少なくとも屋根裏空間23内に配置される部分で被覆材がなく露出した状態となっていて、集光部41で集光された太陽光L1を管全周から放射状に光L3を発光させる構成となっている。
なお、光ファイバー管4の本数、配置等は、色素増感太陽電池10の大きさや位置、屋根裏空間23の広さ等の条件に応じて設定することができる。
このように構成される本第2の実施の形態による太陽光発電ユニット1Aでは、図4に示すように、屋根20と色素増感太陽電池10との間に形成される屋根裏空間23に備えられる光ファイバー管4によって太陽光L1の外部の光が屋根裏空間23に導かれ、その光ファイバー管4から発光される間接的な光を色素増感太陽電池10の受光面10aで受光して発電することができる。
本実施の形態では、色素増感太陽電池10の受光面10aを外部から遮蔽された屋根裏空間23に配置させることが可能となるので、受光面10aに過剰な日光が直接、入射することを防止、或いは抑制でき、受光面10aが太陽光L1による熱、紫外線、及び風雨に晒されることを防ぐことが可能となる。そのため、発電効率を維持しつつ、受光面10aにおける劣化や破損を抑制することができ、耐久性(耐候性)の向上を図ることができる。さらに、色素増感太陽電池10の受光面10aが外部に露出しない構成とすることが可能なため、風雨に晒されることによる受光面10aに汚れが付着することによる発電効率の低下を抑えることができる。
このように本実施の形態では、色素増感太陽電池10が光ファイバー管4の発光により発電する構成となるため、色素増感太陽電池10を天候の条件の影響がない屋内に配置することが可能である。
さらに、光ファイバー管4のような導光部の形態に応じて色素増感太陽電池10の受光量を増加することができ、発電効率を向上させることができる。
また、本実施の形態の光ファイバー管4のように放射状に光L3を発光できる場合には、色素増感太陽電池10の取付位置も本実施の形態のように屋根20の下面であることに限定されず、光ファイバー管4に対向する位置に受光面10aを配置できれば他の位置に設置することができる。
例えば、本実施の形態のような光ファイバー管4の場合には、その全周から放射状に光L3が発光されるので、その光ファイバー管4の周囲を囲うように、受光面10aを内周側にして色素増感太陽電池10を筒状に湾曲させて設置することも可能である。
なお、本第2の実施の形態では、屋根裏空間23である光取込み空間に太陽光L1を導く導光部として光ファイバー管4を採用したが、これに限定されることはない。例えば、導光部として光ファイバー管4に代えて反射板を採用してもよく、この反射板を光取込室内に適宜配置して、屋外の太陽光L1が光取込室の色素増感太陽電池10の受光面10aに向くように構成することも可能である。
また、単に、屋根20又は屋根裏空間23の側壁部に形成される開口部を導光部とし、その開口部から入射される太陽光L1を色素増感太陽電池10の受光面10aで受光できる構成であっても良い。
以上、本発明による太陽光発電ユニットの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述の第1の実施の形態の反射板3(反射面)は、受光面10a側に反射機能を有する別の色素増感太陽電池から形成されていてもよい。この場合には、反射面が別の色素増感太陽電池を構成しているので、この別の色素増感太陽電池自体で発電させることができる。さらに、この別の色素増感太陽電池の受光面に入射した太陽光を、取付部材に固定される一方の色素増感太陽電池の受光面に向けて反射させることができるので、太陽光発電ユニット全体としての発電容量を増大させることができる。
また、上述した第1の実施の形態のように被取付部材に反射面(反射板3)を有する場合において、屋外に露出して太陽光の直接光や風雨に晒される反射面が保護材で覆われていてもよい。この場合には、反射面が保護材で覆われていて、天候の変化に伴う耐候性を高めることができるため、反射面における反射性能を維持することができ、反射面に入射する太陽光に対する反射光の光量の低下を抑制することができる。
上述した太陽光発電ユニット1、1Aの適用対象として、建物の屋根20を対象としているが、屋根20であることに制限されるものではなく、建物の外壁、フェンス、街灯や看板、堤防、橋脚等の構造物、物置、テント等の簡易構造体などに適用することができる。
また、上述した色素増感太陽電池10の取付け位置として、第1の実施の形態では屋根部材2の下面2bとし、第2の実施の形態では屋根20の下面としているが、この取付位置に限定されることはなく、前述のように太陽光発電ユニット1、1Aの適用対象に応じて適宜選択される。要は、色素増感太陽電池10の取付け位置として、外部から遮蔽された遮蔽面を有する取付部材であって、その遮蔽面側に配置され、かつ受光面10aが反射面に対向する位置であればよいのである。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
1、1A 太陽光発電ユニット
2 屋根部材(被取付部材、取付部材)
2a 上面
2b 下面(遮蔽面)
3 反射板(反射面)
4 光ファイバー管(導光部)
10 色素増感太陽電池
10a 受光面
10b 反対面
11 半導体電極
11A 透明導電膜
11B 半導体層
12 対向電極
12A 対向導電膜
13 第1基材
14 第2基材
15 電解質
16 封止材
20 屋根
23 屋根裏空間(光取込み空間)
L1 太陽光
L2 反射光
L3 導光部による光
S 隙間(光取込み空間)

Claims (6)

  1. 反射面を備える被取付部材と、
    前記被取付部材と離間して設けられた色素増感太陽電池と、を備え、
    前記色素増感太陽電池の受光面は前記反射面と対向し、
    前記色素増感太陽電池における前記受光面の反対面には、外部から遮蔽された遮蔽面を有する取付部材を備え、
    前記色素増感太陽電池は、前記反対面を前記取付部材の遮蔽面側に向けた状態で配置されていることを特徴とする太陽光発電ユニット。
  2. 前記色素増感太陽電池の受光面には、太陽の直接光が当たらないことを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電ユニット。
  3. 前記被取付部材及び前記取付部材は、建物の傾斜面を有する屋根の傾斜方向に沿って順次、重なり部を有して配置される屋根部材であり、
    重なり合う前記屋根部材同士の間には光取込み空間が形成され、
    前記屋根部材の上面に前記反射面が備えられ、下面に前記色素増感太陽電池が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽光発電ユニット。
  4. 前記反射面は、受光面側に反射機能を有する別の色素増感太陽電池から形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の太陽光発電ユニット。
  5. 前記反射面は、保護材や紫外線吸収材で覆われていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の太陽光発電ユニット。
  6. 被取付部材と、
    前記被取付部材と離間して設けられ、前記被取付部材に対向する受光面を有する色素増感太陽電池と、
    を備え、
    前記被取付部材と前記色素増感太陽電池との間には光取込み空間が形成され、外部の光を前記光取込み空間に導く導光部を備えていることを特徴とする太陽光発電ユニット。
JP2016092005A 2016-04-28 2016-04-28 太陽光発電ユニット Pending JP2017199885A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016092005A JP2017199885A (ja) 2016-04-28 2016-04-28 太陽光発電ユニット
TW106114564A TW201809425A (zh) 2016-04-28 2017-04-28 太陽光發電單元
PCT/JP2017/016944 WO2017188437A1 (ja) 2016-04-28 2017-04-28 太陽光発電ユニット

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016092005A JP2017199885A (ja) 2016-04-28 2016-04-28 太陽光発電ユニット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017199885A true JP2017199885A (ja) 2017-11-02

Family

ID=60160819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016092005A Pending JP2017199885A (ja) 2016-04-28 2016-04-28 太陽光発電ユニット

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2017199885A (ja)
TW (1) TW201809425A (ja)
WO (1) WO2017188437A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110670813A (zh) * 2019-09-16 2020-01-10 苏州波粒新能源科技有限公司 一种风力导向的通风瓦片装置
WO2021232257A1 (zh) * 2020-05-19 2021-11-25 华为数字能源技术有限公司 一种光伏***
WO2023019966A1 (zh) * 2021-08-16 2023-02-23 深圳市安泰科柔性科技有限公司 柔性光伏支架及光伏阵列

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN214256192U (zh) * 2021-08-16 2021-09-21 深圳市安泰科能源环保股份有限公司 柔性光伏支架及光伏阵列
WO2023073962A1 (ja) * 2021-10-29 2023-05-04 国際先端技術総合研究所株式会社 光発電装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008112704A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd 色素増感型太陽電池及び太陽電池付き建築板
JP2008123894A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Fujikura Ltd 光電変換素子モジュール
JP2009024397A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd 屋根の棟換気システム
JP2009295836A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 Hidenori Saito 太陽電池集積装置
JP2014154575A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Tateyama Kagaku Kogyo Kk 屋内発電システム
JP2014220180A (ja) * 2013-05-10 2014-11-20 株式会社昭和 高耐久性、高変換効率を有する色素増感型太陽電池

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008140990A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Toyota Central R&D Labs Inc 光電変換装置
JP2012054079A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Nippon Steel Chem Co Ltd 光電変換素子
JP2015018744A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 ウシオ電機株式会社 色素増感型太陽電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008112704A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd 色素増感型太陽電池及び太陽電池付き建築板
JP2008123894A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Fujikura Ltd 光電変換素子モジュール
JP2009024397A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd 屋根の棟換気システム
JP2009295836A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 Hidenori Saito 太陽電池集積装置
JP2014154575A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Tateyama Kagaku Kogyo Kk 屋内発電システム
JP2014220180A (ja) * 2013-05-10 2014-11-20 株式会社昭和 高耐久性、高変換効率を有する色素増感型太陽電池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110670813A (zh) * 2019-09-16 2020-01-10 苏州波粒新能源科技有限公司 一种风力导向的通风瓦片装置
WO2021232257A1 (zh) * 2020-05-19 2021-11-25 华为数字能源技术有限公司 一种光伏***
WO2023019966A1 (zh) * 2021-08-16 2023-02-23 深圳市安泰科柔性科技有限公司 柔性光伏支架及光伏阵列

Also Published As

Publication number Publication date
TW201809425A (zh) 2018-03-16
WO2017188437A1 (ja) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017188437A1 (ja) 太陽光発電ユニット
US20170149376A1 (en) Method for fabricating flexible solar panel module
JP2009532870A5 (ja)
WO2019145927A1 (en) Solar panel arrangement
JP2012212705A (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池
US20110126905A1 (en) Dye-sensitized solar cell including spacers
CN204760395U (zh) 可挠式太阳能板模块及其固定结构
US20180331243A1 (en) Solar cell module
JP5812883B2 (ja) 太陽電池モジュールおよびそれを用いた太陽電池アレイ
US8916770B2 (en) Photoelectric conversion device
JP2010021013A (ja) 光電変換素子モジュール
JP6740675B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP6703493B2 (ja) 光電変換素子及び光電変換素子の製造方法
KR101616131B1 (ko) 태양전지 모듈
JP5673332B2 (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池
JP2018098818A (ja) 可動装置
JP6017752B2 (ja) ガラス飛散防止発電フィルム
JP6267035B2 (ja) 色素増感太陽電池セルの組込構造及び発電ブラインド用スラット
CN220065717U (zh) 一种可贴附的太阳能电池及应用其的发电储能***
CN204614796U (zh) 太阳能板模块的强化结构
US8519261B2 (en) Photoelectric conversion device
CN210156390U (zh) 一种太阳能电池板
US20130104955A1 (en) Photoelectric conversion module
KR101139734B1 (ko) 염료감응형 태양전지
WO2013065289A1 (ja) 太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200428

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20200911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200915

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210309