JP5802403B2 - Hydrogen production apparatus and hydrogen production method - Google Patents

Hydrogen production apparatus and hydrogen production method Download PDF

Info

Publication number
JP5802403B2
JP5802403B2 JP2011040639A JP2011040639A JP5802403B2 JP 5802403 B2 JP5802403 B2 JP 5802403B2 JP 2011040639 A JP2011040639 A JP 2011040639A JP 2011040639 A JP2011040639 A JP 2011040639A JP 5802403 B2 JP5802403 B2 JP 5802403B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
gas
conversion unit
electrolysis
unit
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011040639A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012177160A (en
JP2012177160A5 (en
Inventor
吉田　章人
章人 吉田
正樹 加賀
正樹 加賀
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2011040639A priority Critical patent/JP5802403B2/en
Priority to PCT/JP2012/050386 priority patent/WO2012114787A1/en
Publication of JP2012177160A publication Critical patent/JP2012177160A/en
Publication of JP2012177160A5 publication Critical patent/JP2012177160A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5802403B2 publication Critical patent/JP5802403B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、水素製造装置および水素製造方法に関する。   The present invention relates to a hydrogen production apparatus and a hydrogen production method.

近年、化石燃料資源の枯渇および地球温暖化ガス排出抑制などの観点から、再生可能エネルギーの利用が望まれている。再生可能エネルギー源としては太陽光、水力、風力、地熱、潮力、バイオマスなど多岐にわたるが、その中でも、太陽光は利用可能なエネルギー量が大きいこと、他の再生可能エネルギーに対し地理的制約が比較的少ないことから、太陽光から効率よく利用可能なエネルギーを生み出す技術の早期な開発と普及が望まれている。   In recent years, the use of renewable energy has been desired from the viewpoint of depletion of fossil fuel resources and the suppression of global warming gas emissions. There are a wide variety of renewable energy sources such as sunlight, hydropower, wind power, geothermal power, tidal power, and biomass. Among them, sunlight has a large amount of available energy, and there are geographical restrictions on other renewable energy sources. Because of the relatively small amount, early development and popularization of technology that can efficiently use energy from sunlight is desired.

太陽光から生み出される利用可能なエネルギーの形態としては、太陽電池や太陽光熱タービンを用いて製造される電気エネルギー、太陽光エネルギーを熱媒体に集めることによる熱エネルギー、その他にも太陽光を用いた物質還元による液体燃料や水素などの貯蔵可能な燃料エネルギー等が挙げられる。太陽電池技術および太陽熱利用技術については、すでに実用化されている技術が多いものの、エネルギー利用効率が未だ低いことと、電気および熱を作り出す際のコストが依然高いことから、これらの改善に向けた技術開発が行われている。さらに、これら電気や熱というエネルギー形態は、短期のエネルギー変動を補完するような使用法は実現できるものの、例えば季節変動などの長期での変動を補完することは極めて困難であることや、エネルギー量の増加により発電設備の稼働率低下を招く可能性があることが課題である。これに対し、液体燃料や水素など、エネルギーを物質として蓄えておくことは、長期変動を効率よく補完するとともに発電設備の稼働率を高める技術として極めて有力であり、今後エネルギー利用効率を最大限に高め、二酸化炭素の排出量を徹底的に削減するためには必要不可欠な技術である。   Possible forms of energy generated from sunlight include electrical energy produced using solar cells and solar thermal turbines, thermal energy by collecting solar energy in a heat medium, and other types of sunlight. Examples include storable fuel energy such as liquid fuel and hydrogen by substance reduction. Many solar cell technologies and solar heat utilization technologies have already been put into practical use, but the energy utilization efficiency is still low, and the cost of producing electricity and heat is still high. Technology development is underway. Furthermore, while these forms of electricity and heat can be used to supplement short-term energy fluctuations, it is extremely difficult to supplement long-term fluctuations such as seasonal fluctuations, It is a problem that there is a possibility that the operating rate of the power generation equipment may be reduced due to the increase in power generation. On the other hand, storing energy as a substance, such as liquid fuel and hydrogen, is extremely effective as a technology that efficiently supplements long-term fluctuations and increases the operating rate of power generation facilities. It is an indispensable technology to raise and reduce carbon dioxide emissions thoroughly.

貯蔵可能な燃料の形態としては、炭化水素などの液体燃料や、バイオガス、水素などの気体燃料、バイオマス由来の木材ペレットや太陽光で還元された金属などの固体燃料などに大別することができる。インフラ整備の容易性、エネルギー密度の観点では液体燃料、燃料電池などとのトータルの利用効率向上の観点では水素をはじめとする気体燃料、貯蔵可能性とエネルギー密度の観点では固体燃料というように、各形態において長所短所を有するが、原料として容易に入手可能な水を利用できる観点から、太陽光により水を分解することによる水素製造技術が特に注目されている。   The types of fuel that can be stored are roughly divided into liquid fuels such as hydrocarbons, gaseous fuels such as biogas and hydrogen, solid pellets such as biomass-derived wood pellets and metals reduced by sunlight. it can. In terms of ease of infrastructure development and energy density, liquid fuel, gaseous fuel including hydrogen in terms of total utilization efficiency improvement with fuel cells, etc., solid fuel in terms of storability and energy density, Although each form has advantages and disadvantages, a hydrogen production technique by decomposing water with sunlight has attracted particular attention from the viewpoint that water that can be easily obtained as a raw material can be used.

水を原料として太陽光エネルギーを利用し水素を製造する方法としては、酸化チタン等の光触媒に白金を担持させ、この物質を水中に入れ光照射することにより半導体中で電荷分離を行い、電解液中のプロトンを還元、水を酸化することによる光分解法や、高温ガス炉などの熱エネルギーを利用して水を高温で直接分解する、あるいは金属等の酸化還元と共役させて間接的に分解する熱分解法、藻類など光を利用する微生物の代謝を利用した生物法、太陽電池で発電した電気と水の電気分解水素製造装置を組み合わせた水電気分解法、太陽電池に使用される光電変換材料に水素発生触媒、酸素発生触媒を担持することにより、光電変換で得られる電子と正孔を水素生成触媒、酸素発生触媒で反応に利用する光起電力法等が挙げられる。この中で、光電変換部と水素生成部を一体化することにより、小型の水素製造装置を作製することの可能性を有するものは光分解法、生物法、光起電力法と考えられるが、太陽光エネルギーの変換効率の観点から、光起電力法は実用化に最も近い技術の一つと考えられる。
これまでに、光電変換と水素発生を一体化した水素製造装置が開示されている（例えば、特許文献１）。このような水素製造装置を用いることにより、太陽光エネルギーを効率よく水素として貯蔵することができる。 As a method of producing hydrogen using solar energy using water as a raw material, platinum is supported on a photocatalyst such as titanium oxide, and this substance is put in water to perform light separation in a semiconductor, and an electrolytic solution. The water is decomposed directly at high temperature using the photolysis method by reducing protons and oxidizing water, or by using thermal energy such as a high-temperature gas furnace, or indirectly by coupling with redox of metals, etc. Pyrolysis method that uses the metabolism of microorganisms that use light such as algae, water electrolysis method that combines electricity generated by solar cells and water electrolysis hydrogen production equipment, photoelectric conversion used in solar cells Examples of the method include a photovoltaic method in which electrons and holes obtained by photoelectric conversion are used in a reaction by a hydrogen generation catalyst and an oxygen generation catalyst by supporting a hydrogen generation catalyst and an oxygen generation catalyst on the material. Among these, the one that has the possibility of producing a small hydrogen production device by integrating the photoelectric conversion unit and the hydrogen generation unit is considered to be a photolysis method, a biological method, a photovoltaic method, From the viewpoint of the conversion efficiency of solar energy, the photovoltaic method is considered to be one of the technologies closest to practical use.
So far, a hydrogen production apparatus in which photoelectric conversion and hydrogen generation are integrated has been disclosed (for example, Patent Document 1). By using such a hydrogen production apparatus, solar energy can be efficiently stored as hydrogen.

また、太陽は、日の出から日の入りまで方位および仰角が変化する。また季節により、この方位および仰角は、変化する。このため、太陽電池を固定設置した場合、太陽電池の受光面に効率よく太陽光を入射させることができない。このため、太陽電池の受光面に効率よく入射するように太陽電池を太陽の動きを追尾する追尾型太陽光発電装置が知られている（例えば、特許文献２）。   In addition, the azimuth and elevation angle of the sun changes from sunrise to sunset. Moreover, this azimuth | direction and an elevation angle change with seasons. For this reason, when a solar cell is fixedly installed, sunlight cannot be efficiently incident on the light receiving surface of the solar cell. For this reason, a tracking type solar power generation device that tracks the movement of the solar cell so that it efficiently enters the light receiving surface of the solar cell is known (for example, Patent Document 2).

特許第４５９４４３８号公報Japanese Patent No. 4559438 特開２０１０−２０５７６４号公報JP 2010-205664 A

しかし、光電変換と水素発生を一体化した水素製造装置を、光電変換する入射光の量が多くなるように太陽の動きを追尾させると、水素製造装置の傾斜角によっては、水素製造装置から水素が排出できず水素生成効率が低下する場合が生じる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光電変換する入射光の量を多くすることができ、かつ、水素生成効率が低下しない水素製造装置を提供する。 However, when the movement of the sun is tracked so that the amount of incident light to be photoelectrically converted is increased in a hydrogen production device that integrates photoelectric conversion and hydrogen generation, depending on the inclination angle of the hydrogen production device, the hydrogen production device May not be discharged and the hydrogen generation efficiency may be reduced.
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a hydrogen production apparatus that can increase the amount of incident light that undergoes photoelectric conversion and that does not reduce hydrogen production efficiency.

本発明は、受光面およびその裏面を有する光電変換部と、前記光電変換部の裏面側に設けられた第１電解用電極および第２電解用電極と、前記光電変換部を支持する係合部とを備え、前記光電変換部の受光面に太陽光が入射し第１および第２電解用電極が電解液と接触するとき、第１および第２電解用電極は、前記光電変換部が受光することより生じる起電力を利用して電解液を電気分解しそれぞれ第１気体および第２気体を発生させることができるように設けられ、第１気体および第２気体のうち、一方は水素であり他方は酸素であり、前記係合部は、前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向きを調整することができるように設けられたことを特徴とする水素製造装置を提供する。   The present invention includes a photoelectric conversion unit having a light receiving surface and a back surface thereof, a first electrolysis electrode and a second electrolysis electrode provided on the back surface side of the photoelectric conversion unit, and an engagement unit that supports the photoelectric conversion unit. When the sunlight enters the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the first and second electrolysis electrodes come into contact with the electrolytic solution, the first and second electrolysis electrodes receive light from the photoelectric conversion unit. The electrolysis solution is generated by electrolysis, and the electrolytic solution is electrolyzed to generate the first gas and the second gas, respectively. One of the first gas and the second gas is hydrogen and the other is Is an oxygen, and the engaging portion is provided so that the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion portion with respect to sunlight can be adjusted.

本発明によれば、第１および第２電解用電極は、光電変換部が受光することより生じる起電力を利用して電解液を電気分解しそれぞれ第１気体および第２気体が発生するように設けられているため、第１電解用電極の表面で第１気体を発生させることができ、第２電解用電極の表面で第２気体を発生させることができる。また、第１気体および第２気体のうち一方は水素であるため、水素を製造することができる。
本発明によれば、光電変換部の裏面側に第１電解用電極および第２電解用電極を設けるため、光電変換部の受光面に電解液を介さず光を入射させることができ、電解液による入射光の吸収や入射光の散乱を防止することができる。このことにより、光電変換部へ入射光の量を多くすることができ、光利用効率を高くすることができる。
本発明によれば、光電変換部の裏面側に第１電解用電極および第２電解用電極を設けるため、受光面に入射する光が、第１および第２電解用電極、ならびにそこからそれぞれ発生する第１気体及び第２気体により吸収や散乱されることはない。このことにより、光電変換部へ入射する光量を多くすることができ、光利用効率を高くすることができる。 According to the present invention, the first and second electrolysis electrodes are configured to electrolyze the electrolytic solution using the electromotive force generated by the light received by the photoelectric conversion unit to generate the first gas and the second gas, respectively. Since it is provided, the first gas can be generated on the surface of the first electrolysis electrode, and the second gas can be generated on the surface of the second electrolysis electrode. Moreover, since one of the first gas and the second gas is hydrogen, hydrogen can be produced.
According to the present invention, since the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode are provided on the back side of the photoelectric conversion unit, light can be incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit without using the electrolyte solution. It is possible to prevent absorption of incident light and scattering of incident light. As a result, the amount of incident light to the photoelectric conversion unit can be increased, and the light use efficiency can be increased.
According to the present invention, since the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode are provided on the back surface side of the photoelectric conversion unit, light incident on the light receiving surface is generated from the first and second electrolysis electrodes, respectively. It is not absorbed or scattered by the first gas and the second gas. As a result, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit can be increased, and the light utilization efficiency can be increased.

本発明によれば、光電変換部を支持する係合部が光電変換部の受光面の太陽光に対する向きを調整することができるように設けられるため、光電変換部の受光面の向きを太陽の動きに合わせて調整することができ、光電変換部へ入射する光量を多くすることができる。
本発明によれば、光電変換部の受光面の向きを調整することができるように係合部を設けることにより、光電変換部へ入射する光量を多くすることと、第１気体および第２気体を水素製造装置内に滞留せず排出できることとを、バランスするように光電変換部の受光面の向きを最適化することができるため、水電解効率を低下させずに水素を生成することができる。 According to the present invention, the engaging portion that supports the photoelectric conversion unit is provided so that the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit with respect to sunlight can be adjusted. Adjustment can be made in accordance with the movement, and the amount of light incident on the photoelectric conversion unit can be increased.
According to the present invention, the engagement portion is provided so that the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit can be adjusted, thereby increasing the amount of light incident on the photoelectric conversion unit, and the first gas and the second gas. Since it is possible to optimize the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit so as to balance that it can be discharged without staying in the hydrogen production apparatus, hydrogen can be generated without reducing the water electrolysis efficiency. .

本発明の一実施形態の水素製造装置の受光面側から見た概略図である。It is the schematic seen from the light-receiving surface side of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 図１の点線Ａ−Ａにおける水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus in dotted line AA of FIG. 図１の点線Ｂ−Ｂにおける水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus in the dotted line BB of FIG. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置に含まれる制御部などの概念図である。It is a conceptual diagram of the control part etc. which are contained in the hydrogen production apparatus of one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略回路図である。It is a schematic circuit diagram of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略回路図である。It is a schematic circuit diagram of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略回路図である。It is a schematic circuit diagram of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置の概略回路図である。It is a schematic circuit diagram of the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の水素製造装置に含まれる制御部の制御方法のフローチャートである。It is a flowchart of the control method of the control part contained in the hydrogen production apparatus of one Embodiment of this invention.

本実施形態の水素製造装置は、受光面およびその裏面を有する光電変換部と、前記光電変換部の裏面側に設けられた第１電解用電極および第２電解用電極と、前記光電変換部を支持する係合部とを備え、前記光電変換部の受光面に太陽光が入射し第１および第２電解用電極が電解液と接触するとき、第１および第２電解用電極は、前記光電変換部が受光することより生じる起電力を利用して電解液を電気分解しそれぞれ第１気体および第２気体を発生させることができるように設けられ、第１気体および第２気体のうち、一方は水素であり他方は酸素であり、前記係合部は、前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向きを調整することができるように設けられたことを特徴とする。   The hydrogen production apparatus of this embodiment includes a photoelectric conversion unit having a light receiving surface and a back surface thereof, a first electrolysis electrode and a second electrolysis electrode provided on the back surface side of the photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion unit. An engaging portion to support, and when sunlight enters the light receiving surface of the photoelectric conversion portion and the first and second electrolysis electrodes are in contact with the electrolytic solution, the first and second electrolysis electrodes are The electrolysis solution generated by receiving light from the conversion unit is used to electrolyze the electrolytic solution to generate the first gas and the second gas, respectively, one of the first gas and the second gas. Is hydrogen and the other is oxygen, and the engaging portion is provided so that the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion portion relative to sunlight can be adjusted.

本実施形態の水素製造装置において、傾斜角制限手段、第１気体排出口および第２気体排出口をさらに備え、第１および第２気体排出口は、第１電解用電極の端部および第２電解用電極の端部にそれぞれ近接して設けられ、前記光電変換部の受光面に太陽光が入射し第１および第２電解用電極が電解液と接触するとき、前記傾斜角制限手段は、第１気体および第２気体が電解液中を浮力により第１気体排出口および第２気体排出口にそれぞれ移動するように第１および第２電解用電極の傾斜角を制限することが好ましい。
このような構成によれば、傾斜角制限手段が、第１気体および第２気体が電解液中を浮力により第１気体排出口および第２気体排出口にそれぞれ移動するように第１および第２電解用電極の傾斜角を制限するため、水素製造装置から第１気体または第２気体が排出されずに装置内に滞留することを防止することができ、水素生成効率の低下を防止することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記係合部は、回転自在または変形可能であることが好ましい。
このような構成によれば、係合部が回転または変形することにより光電変換部の受光面の向きを調整することができる。 The hydrogen production apparatus of the present embodiment further includes an inclination angle limiting means, a first gas discharge port, and a second gas discharge port, wherein the first and second gas discharge ports are the end portion of the first electrolysis electrode and the second gas discharge port. When the sunlight is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the first and second electrolysis electrodes are in contact with the electrolytic solution, the inclination angle limiting means is provided close to each end of the electrolysis electrode. It is preferable to limit the inclination angles of the first and second electrolysis electrodes so that the first gas and the second gas move in the electrolytic solution to the first gas outlet and the second gas outlet, respectively, by buoyancy.
According to such a configuration, the first and second tilt angle limiting means cause the first gas and the second gas to move to the first gas outlet and the second gas outlet, respectively, by buoyancy in the electrolyte. Since the inclination angle of the electrode for electrolysis is limited, it is possible to prevent the first gas or the second gas from staying in the apparatus without being discharged from the hydrogen production apparatus, and to prevent a decrease in hydrogen generation efficiency. it can.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that the engagement portion is rotatable or deformable.
According to such a configuration, the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit can be adjusted by rotating or deforming the engaging unit.

本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向き、または第１および第２電解用電極の動きを制御する制御部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、水素製造装置の動きを自動制御することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記制御部は、前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向きを太陽の仰角と方位に基づき制御することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部への入射光量を多くすることができる。 The hydrogen production apparatus according to the present embodiment preferably further includes a control unit that controls the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit with respect to sunlight or the movement of the first and second electrolysis electrodes.
According to such a configuration, the movement of the hydrogen production apparatus can be automatically controlled.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that the control unit controls the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit with respect to sunlight based on the elevation angle and direction of the sun.
According to such a configuration, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit can be increased.

本実施形態の水素製造装置において、前記制御部は、第１および第２電解用電極が振動するように第１および第２電解用電極の動きを制御することが好ましい。
このような構成によれば、第１電解用電極の表面の第１気体および第２電解用電極の表面の第２気体の装置外への排出を促進することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記制御部は、情報を入力するための入力手段と、前記入力手段から入力された情報に基づき前記光電変換部の受光面の向きまたは第１および第２電解用電極の動きを設定する設定手段と、前記設定手段により設定された情報を出力するための出力手段と、前記出力手段により出力された情報に基づき少なくとも前記光電変換部を動かす動力部とを備えることが好ましい。
このような構成によれば、制御部が水素製造装置の動きを制御することができる。 In the hydrogen production apparatus of this embodiment, it is preferable that the control unit controls the movement of the first and second electrolysis electrodes so that the first and second electrolysis electrodes vibrate.
According to such a configuration, the discharge of the first gas on the surface of the first electrolysis electrode and the second gas on the surface of the second electrolysis electrode to the outside of the apparatus can be promoted.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the control unit includes an input unit for inputting information, and a direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit or first and second electrolysis based on information input from the input unit. Setting means for setting the movement of the electrode for use, output means for outputting the information set by the setting means, and a power unit for moving at least the photoelectric conversion unit based on the information output by the output means It is preferable.
According to such a configuration, the control unit can control the movement of the hydrogen production apparatus.

本実施形態の水素製造装置において、前記制御部は、第１および第２電解用電極の傾斜角を制限する傾斜角制限手段を含むことが好ましい。
このような構成によれば、第１および第２電解用電極の傾斜角を物理的な手段を用いずに制限することができるため、傾斜角制限手段による制限を容易に解除することができる。
本実施形態の水素製造装置において、第１外部回路と電気的に接続できる切換部をさらに備え、前記切換部は、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力させる回路と、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第１および第２電解用電極に出力させる回路とを切り換えることができることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の起電力を必要に応じて第１外部回路または第１または第２電解用電極へ出力することができ、光電変換部の起電力を有効に活用することができる。 In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that the control unit includes a tilt angle limiting unit that limits a tilt angle of the first and second electrolysis electrodes.
According to such a configuration, the inclination angle of the first and second electrolysis electrodes can be restricted without using physical means, and therefore the restriction by the inclination angle restriction means can be easily released.
The hydrogen production apparatus of the present embodiment further includes a switching unit that can be electrically connected to the first external circuit, and the switching unit outputs an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit receives light to the first external circuit. It is preferable to be able to switch between a circuit and a circuit that outputs an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit receives light to the first and second electrolysis electrodes.
According to such a configuration, the electromotive force of the photoelectric conversion unit can be output to the first external circuit or the first or second electrolysis electrode as necessary, and the electromotive force of the photoelectric conversion unit is effectively utilized. be able to.

本実施形態の水素製造装置において、前記切換部は、第２外部回路と電気的に接続することができ、かつ、第２外部回路から入力される起電力を第１電解用電極および第２電解用電極に出力し電解液からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させる回路に切り換えることができることが好ましい。
このような構成によれば、第１および第２電解用電極を有効に活用することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記切換部が切り換える回路を設定し、設定した情報を前記切換部に出力する制御部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、切換部が切り換える回路を制御部により自動制御することができる。 In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the switching unit can be electrically connected to the second external circuit, and the electromotive force input from the second external circuit is converted to the first electrolysis electrode and the second electrolysis. It is preferable that the circuit can be switched to a circuit that outputs to the working electrode and generates the first gas and the second gas from the electrolyte.
According to such a configuration, the first and second electrolysis electrodes can be effectively utilized.
In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, it is preferable to further include a control unit that sets a circuit to be switched by the switching unit and outputs the set information to the switching unit.
According to such a configuration, the circuit switched by the switching unit can be automatically controlled by the control unit.

本実施形態の水素製造装置において、前記制御部は、情報を入力するための入力手段と、前記入力手段から入力された情報に基づき前記切換部が切り換える回路を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された情報を前記切換部に出力するための出力手段とを備えることが好ましい。
このような構成によれば、制御部が入力情報に基づき切換部が切り換える回路を制御することができる。
本実施形態の水素製造装置において、傾斜センサ、方位センサ、位置センサ、照度センサまたは時計をさらに備え、前記入力手段は、前記傾斜センサ、前記方位センサ、前記位置センサ、前記照度センサまたは前記時計から情報を入力することが好ましい。
このような構成によれば、水素製造装置の状態に関する情報、および太陽の位置、動きに関する情報、日射に関する情報を検出することができる。 In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the control unit includes an input unit for inputting information, a setting unit for setting a circuit to be switched by the switching unit based on information input from the input unit, and the setting unit It is preferable that an output unit for outputting the information set by the above to the switching unit.
According to such a configuration, the control unit can control the circuit that the switching unit switches based on the input information.
The hydrogen production apparatus of the present embodiment further includes an inclination sensor, an orientation sensor, a position sensor, an illuminance sensor, or a clock, and the input means includes the inclination sensor, the orientation sensor, the position sensor, the illuminance sensor, or the clock. It is preferable to input information.
According to such a configuration, information on the state of the hydrogen production apparatus, information on the position of the sun, information on movement, and information on solar radiation can be detected.

本実施形態の水素製造装置において、前記入力手段は、電力会社からの情報、売電情報、Ｗｅｂ情報、ソリューションサーバー情報を入力することが好ましい。
このような構成によれば、電力需要情報などに基づき水素製造装置を制御することができる。
本実施形態の水素製造装置において、基部をさらに備え、前記係合部は、前記基部に対して前記光電変換部、第１電解用電極および第２電解用電極が相対的に動くように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、基部を固定し、基部に対して光電変換部などを動かすことができる。 In the hydrogen production apparatus of this embodiment, it is preferable that the input means inputs information from an electric power company, power sale information, Web information, and solution server information.
According to such a configuration, the hydrogen production apparatus can be controlled based on power demand information and the like.
The hydrogen production apparatus according to the present embodiment further includes a base portion, and the engaging portion is provided such that the photoelectric conversion portion, the first electrolysis electrode, and the second electrolysis electrode move relative to the base portion. It is preferable.
According to such a configuration, the base portion can be fixed and the photoelectric conversion portion and the like can be moved with respect to the base portion.

本実施形態の水素製造装置において、前記係合部は、前記光電変換部の受光面の傾斜角を調整する第１係合部と、前記光電変換部の受光面が向く方位を調整する第２係合部とを含むことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の受光面が向く方向を容易に太陽に合わせることができる。
本実施形態の水素製造装置において、第２係合部は、第１電解用電極および第２電解用電極に対して前記光電変換部が相対的に動くように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第１および第２電解用電極の傾斜角を変化させずに、光電変換部の受光面の向きを動かすことができ、安定して第１気体および第２気体を排出することができる。 In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, the engaging portion includes a first engaging portion that adjusts an inclination angle of the light receiving surface of the photoelectric conversion portion, and a second that adjusts an orientation in which the light receiving surface of the photoelectric conversion portion faces. It is preferable that an engagement part is included.
According to such a configuration, the direction in which the light receiving surface of the photoelectric conversion unit faces can be easily adjusted to the sun.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that the second engagement portion is provided so that the photoelectric conversion portion moves relative to the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode.
According to such a configuration, the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit can be moved without changing the inclination angle of the first and second electrolysis electrodes, and the first gas and the second gas can be stably supplied. Can be discharged.

本実施形態の水素製造装置において、前記係合部は、第１電解用電極および第２電解用電極に対して前記光電変換部が相対的に動くように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第１および第２電解用電極の傾斜角を変化させずに、光電変換部の受光面の向きを動かすことができ、安定して第１気体および第２気体を排出することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部は、受光することによりその受光面と裏面との間に起電力が生じ、第１電解用電極は、前記光電変換部の裏面と電気的に接続することができるように設けられ、第２電解用電極は、前記光電変換部の受光面と電気的に接続することができるように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極および第２電解用電極に出力することができる。 In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that the engaging portion is provided so that the photoelectric conversion portion moves relative to the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode.
According to such a configuration, the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit can be moved without changing the inclination angle of the first and second electrolysis electrodes, and the first gas and the second gas can be stably supplied. Can be discharged.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the photoelectric conversion unit receives light to generate an electromotive force between the light receiving surface and the back surface, and the first electrolysis electrode is electrically connected to the back surface of the photoelectric conversion unit. It is preferable that the second electrolysis electrode is provided so as to be connectable, and is provided so as to be electrically connected to the light receiving surface of the photoelectric conversion unit.
According to such a configuration, an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit receives light can be output to the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode.

本実施形態の水素製造装置において、第２電解用電極と前記光電変換部の裏面との間に設けられた絶縁部をさらに備えたことが好ましい。
このような構成によれば、第２電解用電極と光電変換部の裏面とを電気的に分離することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部の受光面に接触する第１電極をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を効率よく出力することができる。 In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, it is preferable that the hydrogen producing apparatus further includes an insulating portion provided between the second electrolysis electrode and the back surface of the photoelectric conversion portion.
According to such a structure, the 2nd electrode for electrolysis and the back surface of a photoelectric conversion part can be electrically isolate | separated.
In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, it is preferable to further include a first electrode that contacts the light receiving surface of the photoelectric conversion unit.
According to such a configuration, an electromotive force generated by the photoelectric conversion unit receiving light can be efficiently output.

本実施形態の水素製造装置において、第１電極と第２電解用電極とを電気的に接続する第１導電部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の受光面と第２電解用電極とを電気的に接続することができる。
本実施形態の水素製造装置において、第１導電部は、前記光電変換部を貫通するコンタクトホールに設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の受光面と第２電解用電極との間の配線距離を短くすることができる。 In the hydrogen production apparatus of this embodiment, it is preferable to further include a first conductive portion that electrically connects the first electrode and the second electrolysis electrode.
According to such a structure, the light-receiving surface of a photoelectric conversion part and the 2nd electrode for electrolysis can be electrically connected.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that the first conductive part is provided in a contact hole that penetrates the photoelectric conversion part.
According to such a structure, the wiring distance between the light-receiving surface of a photoelectric conversion part and the 2nd electrode for electrolysis can be shortened.

本実施形態の水素製造装置において、前記絶縁部は、前記光電変換部の側面を覆うように設けられ、第１導電部は、前記絶縁部の一部であり前記光電変換部の側面を覆う部分の上に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の受光面と第１導電部とを容易に電気的に接続することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記絶縁部は、前記光電変換部の側面を覆うように設けられ、第２電解用電極は、前記絶縁部の一部であり前記光電変換部の側面を覆う部分の上に設けられ、かつ、第１電極と接触することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部の受光面と第１導電部とを容易に電気的に接続することができる。 In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the insulating part is provided so as to cover the side surface of the photoelectric conversion unit, and the first conductive unit is a part of the insulating unit and covers the side surface of the photoelectric conversion unit. It is preferable to be provided on the top.
According to such a configuration, the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the first conductive unit can be easily electrically connected.
In the hydrogen production apparatus of this embodiment, the insulating part is provided so as to cover the side surface of the photoelectric conversion unit, and the second electrolysis electrode is a part of the insulating unit and covers the side surface of the photoelectric conversion unit. It is preferable that it is provided on the part and is in contact with the first electrode.
According to such a configuration, the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the first conductive unit can be easily electrically connected.

本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部は、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層およびｎ型半導体層からなる光電変換層を有することが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより起電力を生じさせることができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部は、受光することにより前記光電変換部の裏面の第１および第２区域間に電位差が生じ、第１区域は、第１電解用電極と電気的に接続するように設けられ、第２区域は、第２電解用電極と電気的に接続するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力を容易に第１電解用電極と第２電解用電極とに出力することができる。 In the hydrogen production apparatus according to this embodiment, the photoelectric conversion unit preferably includes a photoelectric conversion layer including a p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer.
According to such a configuration, an electromotive force can be generated when the photoelectric conversion unit receives light.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the photoelectric conversion unit receives light to generate a potential difference between the first and second areas on the back surface of the photoelectric conversion unit, and the first area is electrically connected to the first electrolysis electrode. It is preferable that the second area is provided so as to be electrically connected to the second electrolysis electrode.
According to such a configuration, an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit receives light can be easily output to the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode.

本実施形態の水素製造装置において、第１および第２電解用電極と前記光電変換部の裏面との間に設けられ、かつ、第１区域上および第２区域上に開口を有する絶縁部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる電子および正孔を効率よく分離することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部は、ｎ型半導体部およびｐ型半導体部を有する少なくとも１つの半導体材料からなり、第１および第２区域のうち、一方は前記ｎ型半導体部の一部であり、他方は前記ｐ型半導体部の一部であることが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる電子および正孔を効率よく分離することができる。 In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, an insulating unit provided between the first and second electrolysis electrodes and the back surface of the photoelectric conversion unit and having openings on the first area and the second area is further provided. It is preferable to provide.
According to such a structure, the electron and the hole which arise when a photoelectric conversion part receives light can be isolate | separated efficiently.
In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, the photoelectric conversion part is made of at least one semiconductor material having an n-type semiconductor part and a p-type semiconductor part, and one of the first and second areas is the n-type semiconductor part. It is preferable that the other is a part of the p-type semiconductor part.
According to such a structure, the electron and the hole which arise when a photoelectric conversion part receives light can be isolate | separated efficiently.

本実施形態の水素製造装置において、透光性基板をさらに備え、前記光電変換部は、前記透光性基板の上に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、容易に光電変換部を形成することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記光電変換部は、直列接続した複数の光電変換層を含み、前記複数の光電変換層は、受光することにより生じる起電力を第１電解用電極および第２電解用電極に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、光電変換部が受光することにより生じる起電力の電圧を大きくすることができる。 In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, it is preferable that a translucent substrate is further provided, and the photoelectric conversion unit is provided on the translucent substrate.
According to such a structure, a photoelectric conversion part can be formed easily.
In the hydrogen production apparatus according to the present embodiment, the photoelectric conversion unit includes a plurality of photoelectric conversion layers connected in series, and the plurality of photoelectric conversion layers generate an electromotive force generated by receiving light from the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode. It is preferably provided so as to be supplied to the electrode for electrolysis.
According to such a configuration, the voltage of the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit receives light can be increased.

本実施形態の水素製造装置において、第１電解用電極および第２電解用電極のうち、一方は電解液からＨ2を発生させる水素発生部であり、他方は電解液からＯ2を発生させる酸素発生部であり、前記水素発生部および前記酸素発生部は、それぞれ電解液からＨ2が発生する反応の触媒である水素発生触媒および電解液からＯ2が発生する反応の触媒である酸素発生触媒を含むことが好ましい。
このような構成によれば、電解液から効率よく水素および酸素を製造することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記水素発生部および前記酸素発生部のうち少なくとも一方は、前記光電変換部の受光面の面積より大きい触媒表面積を有することが好ましい。
このような構成によれば、電解液から効率よく水素および酸素を製造することができる。 In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, one of the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode is a hydrogen generation unit that generates H 2 from the electrolytic solution, and the other is oxygen that generates O 2 from the electrolytic solution. The hydrogen generating part and the oxygen generating part are a hydrogen generating catalyst which is a catalyst for generating H 2 from an electrolytic solution and an oxygen generating catalyst which is a catalyst for generating O 2 from an electrolytic solution, respectively. It is preferable to contain.
According to such a configuration, hydrogen and oxygen can be efficiently produced from the electrolytic solution.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, it is preferable that at least one of the hydrogen generation unit and the oxygen generation unit has a catalyst surface area larger than an area of a light receiving surface of the photoelectric conversion unit.
According to such a configuration, hydrogen and oxygen can be efficiently produced from the electrolytic solution.

本実施形態の水素製造装置において、前記水素発生部および前記酸素発生部のうち少なくとも一方は、触媒が担持された多孔質の導電体であることが好ましい。
このような構成によれば、触媒の表面積を大きくすることができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記水素発生触媒は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｅのうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
このような構成によれば、水素を効率よく製造することができる。 In the hydrogen production apparatus of this embodiment, it is preferable that at least one of the hydrogen generation unit and the oxygen generation unit is a porous conductor carrying a catalyst.
According to such a configuration, the surface area of the catalyst can be increased.
In the hydrogen production apparatus of the present embodiment, the hydrogen generation catalyst preferably includes at least one of Pt, Ir, Ru, Pd, Rh, Au, Fe, Ni, and Se.
According to such a configuration, hydrogen can be produced efficiently.

本実施形態の水素製造装置において、前記酸素発生触媒は、Ｍｎ、Ｃａ、Ｚｎ、ＣｏおよびＩｒのうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
このような構成によれば、酸素を効率よく製造することができる。
本実施形態の水素製造装置において、透光性基板と電解液室とをさらに備え、前記光電変換部は、前記透光性基板の上に設けられ、第１電解用電極および第２電解用電極の上に背面基板をさらに備え、前記電解液室は、第１電解用電極および第２電解用電極と前記背面基板との間に設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、電解液室に電解液を導入することができ、第１および第２電解用電極に電解液を接触させることができる。 In the hydrogen production apparatus of this embodiment, it is preferable that the oxygen generation catalyst contains at least one of Mn, Ca, Zn, Co, and Ir.
According to such a configuration, oxygen can be produced efficiently.
The hydrogen production apparatus of the present embodiment further includes a translucent substrate and an electrolytic solution chamber, the photoelectric conversion unit is provided on the translucent substrate, and the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode It is preferable that a back substrate is further provided, and the electrolyte chamber is provided between the first and second electrolysis electrodes and the back substrate.
According to such a configuration, the electrolytic solution can be introduced into the electrolytic solution chamber, and the electrolytic solution can be brought into contact with the first and second electrolysis electrodes.

本実施形態の水素製造装置において、第１電解用電極と前記背面基板との間の電解液室および第２電解用電極と前記背面基板との間の電解液室とを仕切る隔壁をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、第１気体と第２気体を隔壁により分離することができる。
本実施形態の水素製造装置において、前記隔壁は、イオン交換体を含むことが好ましい。
このような構成によれば、電解液室のプロトン濃度の偏りを解消することができる。 The hydrogen production apparatus of the present embodiment further includes a partition that partitions the electrolyte chamber between the first electrolysis electrode and the back substrate and the electrolyte chamber between the second electrolysis electrode and the back substrate. Is preferred.
According to such a configuration, the first gas and the second gas can be separated by the partition wall.
In the hydrogen production apparatus according to this embodiment, the partition preferably includes an ion exchanger.
According to such a configuration, it is possible to eliminate the uneven proton concentration in the electrolyte chamber.

また、本発明は、本実施形態の水素製造装置を前記光電変換部の受光面が水平面に対し傾斜するように設置し、前記水素製造装置の下部から前記水素製造装置に電解液を導入し、太陽光を前記光電変換部の受光面に入射させることにより第１電解用電極および第２電解用電極からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させ、前記水素製造装置の上部から第１気体および第２気体を排出する水素製造方法も提供する。
本発明の水素製造方法によれば、光電変換部に太陽光を入射させることにより水素を製造することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。 Further, the present invention, the hydrogen production apparatus of the present embodiment is installed so that the light receiving surface of the photoelectric conversion unit is inclined with respect to a horizontal plane, the electrolyte is introduced into the hydrogen production apparatus from the lower part of the hydrogen production apparatus, The first gas and the second gas are generated from the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode by causing sunlight to enter the light receiving surface of the photoelectric conversion unit, respectively, and the first gas and A method for producing hydrogen that exhausts the second gas is also provided.
According to the hydrogen production method of the present invention, hydrogen can be produced by making sunlight enter the photoelectric conversion unit.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations shown in the drawings and the following description are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the drawings and the following description.

水素製造装置の構成
図１は本実施形態の水素製造装置の受光面側から見た概略図であり、図２、３は、それぞれ点線Ａ−Ａ、点線Ｂ−Ｂにおける水素製造装置の概略断面図である。また、図４〜１２は、本実施形態の水素製造装置の概略断面図であり、図４は、図３に対応する水素製造装置の概略断面図であり、図５〜１２は、図２に対応する水素製造装置の概略断面図である。
本実施形態の水素製造装置４５は、受光面およびその裏面を有する光電変換部２と、光電変換部２の裏面側に設けられた第１電解用電極８および第２電解用電極７と、光電変換部２を支持する係合部２２，２３とを備え、光電変換部２の受光面に太陽光が入射し第１および第２電解用電極８，７が電解液と接触するとき、第１および第２電解用電極８，７は、光電変換部２が受光することより生じる起電力を利用して電解液４６を電気分解しそれぞれ第１気体および第２気体を発生させることができるように設けられ、第１気体および第２気体のうち、一方は水素であり他方は酸素であり、係合部２２，２３は、光電変換部２の受光面の向きを調整することができるように設けられたことを特徴とする。
以下、本実施形態の水素製造装置について説明する。 Diagram 1 of the hydrogen production device is a schematic view seen from the light receiving surface side of the hydrogen production apparatus of the present embodiment, FIGS. 2 and 3, the dotted line A-A, respectively, schematic cross-section of the hydrogen producing apparatus according dotted B-B FIG. 4 to 12 are schematic cross-sectional views of the hydrogen production apparatus of the present embodiment, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the hydrogen production apparatus corresponding to FIG. 3, and FIGS. It is a schematic sectional drawing of a corresponding hydrogen production apparatus.
The hydrogen production apparatus 45 of this embodiment includes a photoelectric conversion unit 2 having a light receiving surface and a back surface thereof, a first electrolysis electrode 8 and a second electrolysis electrode 7 provided on the back surface side of the photoelectric conversion unit 2, and a photoelectric Engaging portions 22 and 23 that support the conversion unit 2, and when sunlight enters the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 come into contact with the electrolytic solution, the first The second electrolysis electrodes 8 and 7 are capable of electrolyzing the electrolytic solution 46 using the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving light to generate the first gas and the second gas, respectively. One of the first gas and the second gas is hydrogen and the other is oxygen, and the engaging portions 22 and 23 are provided so that the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion portion 2 can be adjusted. It is characterized by that.
Hereinafter, the hydrogen production apparatus of this embodiment will be described.

１．透光性基板
透光性基板１は、本実施形態の水素製造装置４５が備えてもよい。また、光電変換部２は、受光面が透光性基板１側となるように透光性基板１の上に設けられてもよい。なお、光電変換部２が、半導体基板などからなり一定の強度を有する場合、透光性基板１は省略することが可能である。また、光電変換部２が樹脂フィルムなど柔軟性を有する材料の上に形成可能な場合、透光性基板１は省略することができる。 1. Translucent substrate The translucent substrate 1 may be provided in the hydrogen production apparatus 45 of the present embodiment. Moreover, the photoelectric conversion part 2 may be provided on the translucent board | substrate 1 so that a light-receiving surface may become the translucent board | substrate 1 side. In addition, when the photoelectric conversion part 2 consists of semiconductor substrates etc. and has fixed intensity | strength, the translucent board | substrate 1 can be abbreviate | omitted. Moreover, when the photoelectric conversion part 2 can be formed on a flexible material such as a resin film, the translucent substrate 1 can be omitted.

また、太陽光を光電変換部２の受光面で受光するため、透光性基板１は、透明であり光透過率が高いことが好ましいが、光電変換部２へ効率的な光の入射が可能な構造であれば、光透過率に制限はない。
光透過率が高い基板材料として、例えば、ソーダガラス、石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等の透明なリジッド材、あるいは透明樹脂板やフィルム材等が好適に用いられる。化学的および物理的安定性を備える点より、ガラス基板を用いることが好ましい。
透光性基板１の光電変換部２側の表面には、入射した光が光電変換部２の表面で有効に乱反射されるように、微細な凹凸構造に形成することができる。この微細な凹凸構造は、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理もしくはブラスト処理等の公知の方法により形成することが可能である。 In addition, since the sunlight is received by the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2, the translucent substrate 1 is preferably transparent and has high light transmittance. However, it is possible to efficiently enter light into the photoelectric conversion unit 2. If it is a simple structure, there is no restriction | limiting in the light transmittance.
As a substrate material having a high light transmittance, for example, a transparent rigid material such as soda glass, quartz glass, Pyrex (registered trademark), or a synthetic quartz plate, or a transparent resin plate or film material is preferably used. In view of chemical and physical stability, it is preferable to use a glass substrate.
On the surface of the translucent substrate 1 on the photoelectric conversion unit 2 side, a fine uneven structure can be formed so that incident light is effectively irregularly reflected on the surface of the photoelectric conversion unit 2. This fine concavo-convex structure can be formed by a known method such as reactive ion etching (RIE) treatment or blast treatment.

２．第１電極
第１電極４は、透光性基板１の上に設けることができ、光電変換部２の受光面と接触するように設けることができる。また、第１電極４は透光性を有してもよい。また、第１電極４は、透光性基板１を省略可能の場合、光電変換部２の受光面に直接設けられてもよい。第１電極４は、第２電解用電極７と電気的に接続することができる。第１電極４を設けることにより、光電変換部２の受光面と第２電解用電極７との間に流れる電流を大きくすることができる。また、光電変換部２が図１１、１２のように光電変換部２の裏面の第１区域と第２区域との間に起電力が生じるものである場合、第１電極４は不要である。
第１電極４は、図２、６、９のように第１導電部９を介して第２電解用電極７と電気的に接続してもよく、図８のように第２電解用電極７と接触してもよい。また、第１電極４は、図５、７、１０のような場合、切換部１０および配線５２を介して第２電解用電極７と電気的に接続することができる。
第１電極４は、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2などの透明導電膜からなってもよく、Ａｇ、Ａｕなどの金属のフィンガー電極からなってもよい。 2. 1st electrode The 1st electrode 4 can be provided on the translucent board | substrate 1, and can be provided so that the light-receiving surface of the photoelectric conversion part 2 may be contacted. Moreover, the 1st electrode 4 may have translucency. Moreover, the 1st electrode 4 may be directly provided in the light-receiving surface of the photoelectric conversion part 2, when the translucent board | substrate 1 can be abbreviate | omitted. The first electrode 4 can be electrically connected to the second electrolysis electrode 7. By providing the first electrode 4, the current flowing between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 and the second electrolysis electrode 7 can be increased. Moreover, when the photoelectric conversion part 2 produces an electromotive force between the 1st area and the 2nd area of the back surface of the photoelectric conversion part 2 like FIG. 11, 12, the 1st electrode 4 is unnecessary.
The first electrode 4 may be electrically connected to the second electrolysis electrode 7 via the first conductive portion 9 as shown in FIGS. 2, 6 and 9, and the second electrolysis electrode 7 as shown in FIG. You may contact with. Moreover, the 1st electrode 4 can be electrically connected with the electrode 7 for 2nd electrolysis via the switch part 10 and the wiring 52 in the case like FIG.
The first electrode 4 may be made of a transparent conductive film such as ITO or SnO 2, or may be made of a metal finger electrode such as Ag or Au.

以下に第１電極４を透明導電膜とした場合について説明する。
透明導電膜は、光電変換部２の受光面と第２電解用電極７とのコンタクトを取りやすくするために用いていることができる。
一般に透明電極として使用されているものを用いることが可能である。具体的にはＩｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、ＺｎＯ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、ＳｎＯ2等を挙げることができる。なお本透明導電膜は、太陽光の光線透過率が８５％以上、中でも９０％以上、特に９２％以上であることが好ましい。このことにより光電変換部２が光を効率的に吸収することができるためである。
透明導電膜の作成方法としては公知の方法を用いることができ、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタービーム蒸着法、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などが挙げられる。 A case where the first electrode 4 is a transparent conductive film will be described below.
The transparent conductive film can be used to facilitate contact between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 and the second electrolysis electrode 7.
What is generally used as a transparent electrode can be used. Specifically, In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, SnO 2 and the like can be given. The transparent conductive film preferably has a sunlight transmittance of 85% or more, particularly 90% or more, and particularly 92% or more. This is because the photoelectric conversion unit 2 can absorb light efficiently.
As a method for producing the transparent conductive film, a known method can be used, and examples thereof include sputtering, vacuum deposition, sol-gel method, cluster beam deposition method, and PLD (Pulse Laser Deposition) method.

３．光電変換部
光電変換部２は、受光面およびその裏面を有し、光電変換部２の裏面側に第１電解用電極８と第２電解用電極７が設けられる。なお、受光面とは、光電変換するための光を受光する面であり、裏面とは、受光面の裏の面である。また、光電変換部２は、第１電極４が設けられた透光性基板１の上に受光面を下にして設けることができる。光電変換部２は、例えば、図２、５〜１０のように受光面と裏面との間に起電力が生じるものであってもよく、図１１、１２のように光電変換部２の裏面の第１区域と第２区域との間に起電力が生じるものであってもよい。図１１、１２のような光電変換部２は、ｎ型半導体領域３７とｐ型半導体領域３６を形成した半導体基板などにより形成することができる。
光電変換部２の形は、特に限定されないが、例えば、方形状とすることができる。
光電変換部２は、入射光により電荷分離することができ、起電力が生じるものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン系半導体を用いた光電変換部、化合物半導体を用いた光電変換部、色素増感剤を利用した光電変換部、有機薄膜を用いた光電変換部などである。 3. Photoelectric Conversion Unit The photoelectric conversion unit 2 has a light receiving surface and a back surface thereof, and a first electrolysis electrode 8 and a second electrolysis electrode 7 are provided on the back surface side of the photoelectric conversion unit 2. The light receiving surface is a surface that receives light for photoelectric conversion, and the back surface is the back surface of the light receiving surface. Moreover, the photoelectric conversion part 2 can be provided on the translucent substrate 1 provided with the first electrode 4 with the light receiving surface facing down. The photoelectric conversion unit 2 may be one in which an electromotive force is generated between the light receiving surface and the back surface as shown in FIGS. 2, 5 to 10, and the back surface of the photoelectric conversion unit 2 as shown in FIGS. An electromotive force may be generated between the first area and the second area. 11 and 12 can be formed by a semiconductor substrate on which an n-type semiconductor region 37 and a p-type semiconductor region 36 are formed.
Although the shape of the photoelectric conversion part 2 is not specifically limited, For example, it can be set as a square shape.
The photoelectric conversion unit 2 is not particularly limited as long as it can separate charges by incident light and generates an electromotive force. For example, the photoelectric conversion unit using a silicon-based semiconductor or the photoelectric conversion unit using a compound semiconductor A photoelectric conversion part using a dye sensitizer, a photoelectric conversion part using an organic thin film, and the like.

第１気体および第２気体のうちどちらか一方が水素であり、他方が酸素の場合、光電変換部２は、光を受光することにより、第１電解用電極８および第２電解用電極７において水素と酸素が発生するために必要な起電力が生じる材料を使用する必要がある。第１電解用電極８と第２電解用電極７の電位差は、水分解のための理論電圧（１．２３Ｖ）より大きくする必要があり、そのためには光電変換部２で十分大きな電位差を生み出す必要がある。そのため光電変換部２は、ｐｎ接合など起電力を生じさせる部分を二接合以上直列に接続することが好ましい。例えば、図９、１２のように並べて設けられた光電変換層を第３導電部３３により直列接続した構造を有することができる。   When either one of the first gas and the second gas is hydrogen and the other is oxygen, the photoelectric conversion unit 2 receives light in the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. It is necessary to use a material that generates an electromotive force necessary for generating hydrogen and oxygen. The potential difference between the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 needs to be larger than the theoretical voltage (1.23 V) for water decomposition, and for this purpose, a sufficiently large potential difference needs to be generated in the photoelectric conversion unit 2. There is. Therefore, it is preferable that the photoelectric conversion unit 2 connects two or more junctions in series such as a pn junction to generate an electromotive force. For example, the photoelectric conversion layers arranged side by side as shown in FIGS. 9 and 12 can be connected in series by the third conductive portion 33.

光電変換を行う材料は、シリコン系半導体、化合物半導体、有機材料をベースとしたものなどが挙げられるが、いずれの光電変換材料も使用することが可能である。また、起電力を大きくするために、これらの光電変換材料を積層することが可能である。積層する場合には同一材料で多接合構造を形成することが可能であるが、光学的バンドギャップの異なる複数の光電変換層を積層し、各々の光電変換層の低感度波長領域を相互に補完することにより、広い波長領域にわたり入射光を効率よく吸収することが可能となる。これらの複数の光電変換層は、それぞれ異なるバンドギャップを有することが好ましい。このような構成によれば、光電変換部２で生じる起電力をより大きくすることができ、電解液をより効率的に電気分解することができる。   Examples of the material that performs photoelectric conversion include silicon-based semiconductors, compound semiconductors, and materials based on organic materials, and any photoelectric conversion material can be used. In order to increase the electromotive force, these photoelectric conversion materials can be stacked. In the case of stacking, it is possible to form a multi-junction structure with the same material, but stacking multiple photoelectric conversion layers with different optical band gaps and complementing the low sensitivity wavelength region of each photoelectric conversion layer mutually By doing so, incident light can be efficiently absorbed over a wide wavelength region. The plurality of photoelectric conversion layers preferably have different band gaps. According to such a configuration, the electromotive force generated in the photoelectric conversion unit 2 can be increased, and the electrolytic solution can be electrolyzed more efficiently.

また、光電変換層間の直列接続特性の改善や、光電変換部２で発生する光電流の整合のために、層間に透明導電膜等の導電体を介在させることが可能である。これにより光電変換部２の劣化を抑制することが可能となる。
光電変換部２の例を以下に具体的に説明する。また、光電変換部２は、これらを組み合わせたものでもよい。また、以下の光電変換部２の例は、矛盾しない限り光電変換層とすることもできる。 Moreover, it is possible to interpose a conductor such as a transparent conductive film between the layers in order to improve the serial connection characteristics between the photoelectric conversion layers and match the photocurrent generated in the photoelectric conversion unit 2. Thereby, it becomes possible to suppress deterioration of the photoelectric conversion unit 2.
An example of the photoelectric conversion unit 2 will be specifically described below. The photoelectric conversion unit 2 may be a combination of these. Moreover, the example of the following photoelectric conversion parts 2 can also be used as a photoelectric conversion layer as long as there is no contradiction.

３−１．シリコン系半導体を用いた光電変換部
シリコン系半導体を用いた光電変換部２は、例えば、単結晶型、多結晶型、アモルファス型、球状シリコン型、及びこれらを組み合わせたもの等が挙げられる。いずれもｐ型半導体とｎ型半導体が接合したｐｎ接合を有することができる。また、ｐ型半導体とｎ型半導体との間にｉ型半導体を設けたｐｉｎ接合を有するものとすることもできる。また、ｐｎ接合を複数有するもの、ｐｉｎ接合を複数有するもの、ｐｎ接合とｐｉｎ接合を有するものとすることもできる。
シリコン系半導体とは、シリコンを含む半導体であり、例えば、シリコン、シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウムなどである。また、シリコンなどにｎ型不純物またはｐ型不純物が添加されたものも含み、また、結晶質、非晶質、微結晶のものも含む。
また、シリコン系半導体を用いた光電変換部２は、透光性基板１の上に形成された薄膜または厚膜の光電変換層であってもよく、また、シリコンウェハなどのウェハにｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成したものでもよく、また、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成したウェハの上に薄膜の光電変換層を形成したものでもよい。 3-1. Photoelectric conversion part using a silicon-based semiconductor Examples of the photoelectric conversion part 2 using a silicon-based semiconductor include a single crystal type, a polycrystalline type, an amorphous type, a spherical silicon type, and combinations thereof. Any of them can have a pn junction in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are joined. Further, a pin junction in which an i-type semiconductor is provided between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor may be provided. Further, it may have a plurality of pn junctions, a plurality of pin junctions, or a pn junction and a pin junction.
The silicon-based semiconductor is a semiconductor containing silicon, such as silicon, silicon carbide, or silicon germanium. In addition, silicon or the like in which n-type impurities or p-type impurities are added is included, and crystalline, amorphous, or microcrystalline silicon is also included.
In addition, the photoelectric conversion unit 2 using a silicon-based semiconductor may be a thin film or a thick photoelectric conversion layer formed on the translucent substrate 1, or a pn junction or a wafer such as a silicon wafer. A pin junction may be formed, or a thin film photoelectric conversion layer may be formed on a wafer having a pn junction or a pin junction.

シリコン系半導体を用いた光電変換部２の形成例を以下に示す。
透光性基板１上に積層した第１電極４上に、第１導電型半導体層をプラズマＣＶＤ法等の方法で形成する。この第１導電型半導体層としては、導電型決定不純物原子濃度が１×１０18〜５×１０21／ｃｍ3程度ドープされた、ｐ+型またはｎ+型の非晶質Ｓｉ薄膜、または多結晶あるいは微結晶Ｓｉ薄膜とする。第１導電型半導体層の材料としては、Ｓｉに限らず、ＳｉＣあるいはＳｉＧｅ，ＳｉxＯ1-x等の化合物を用いることも可能である。 An example of forming the photoelectric conversion unit 2 using a silicon-based semiconductor is shown below.
A first conductivity type semiconductor layer is formed on the first electrode 4 laminated on the translucent substrate 1 by a method such as a plasma CVD method. As the first conductive type semiconductor layer, a p + type or n + type amorphous Si thin film doped with a conductivity type determining impurity atom concentration of about 1 × 10 18 to 5 × 10 21 / cm 3 , or many A crystalline or microcrystalline Si thin film is used. The material of the first conductivity type semiconductor layer is not limited to Si, and it is also possible to use a compound such as SiC, SiGe, or Si x O 1-x .

このように形成された第１導電型半導体層上に、結晶質Ｓｉ系光活性層として多結晶あるいは微結晶の結晶質Ｓｉ薄膜をプラズマＣＶＤ法等の方法で形成する。なお、導電型は第１導電型半導体よりドーピング濃度が低い第１導電型とするか、あるいはｉ型とする。結晶質Ｓｉ系光活性層の材料としては、Ｓｉに限らず、ＳｉＣあるいはＳｉＧｅ，ＳｉxＯ1-x等の化合物を用いることも可能である。 On the first conductivity type semiconductor layer thus formed, a polycrystalline or microcrystalline crystalline Si thin film is formed as a crystalline Si photoactive layer by a method such as plasma CVD. The conductivity type is the first conductivity type having a lower doping concentration than the first conductivity type semiconductor, or the i conductivity type. The material for the crystalline Si-based photoactive layer is not limited to Si, and it is also possible to use a compound such as SiC, SiGe, or Si x O 1-x .

次に、結晶質Ｓｉ系光活性層上に半導体接合を形成するため、第１導電型半導体層とは反対導電型である第２導電型半導体層をプラズマＣＶＤ等の方法で形成する。この第２導電型半導体層としては、導電型決定不純物原子が１×１０18〜５×１０21／ｃｍ3程度ドープされた、ｎ+型またはｐ+型の非晶質Ｓｉ薄膜、または多結晶あるいは微結晶Ｓｉ薄膜とする。第２導電型半導体層の材料としては、Ｓｉに限らず、ＳｉＣあるいはＳｉＧｅ，ＳｉxＯ1-x等の化合物を用いることも可能である。また接合特性をより改善するために、結晶質Ｓｉ系光活性層と第２導電型半導体層との間に、実質的にｉ型の非単結晶Ｓｉ系薄膜を挿入することも可能である。このようにして、受光面に最も近い光電変換層を一層積層することができる。 Next, in order to form a semiconductor junction on the crystalline Si-based photoactive layer, a second conductivity type semiconductor layer having a conductivity type opposite to the first conductivity type semiconductor layer is formed by a method such as plasma CVD. As the second conductive type semiconductor layer, an n + type or p + type amorphous Si thin film doped with about 1 × 10 18 to 5 × 10 21 / cm 3 of a conductivity type determining impurity atom, or polycrystalline Alternatively, a microcrystalline Si thin film is used. The material of the second conductivity type semiconductor layer is not limited to Si, and it is also possible to use a compound such as SiC, SiGe, or Si x O 1-x . In order to further improve the bonding characteristics, it is possible to insert a substantially i-type non-single-crystal Si-based thin film between the crystalline Si-based photoactive layer and the second conductive type semiconductor layer. In this manner, one photoelectric conversion layer closest to the light receiving surface can be stacked.

続けて第二層目の光電変換層を形成する。第二層目の光電変換層は、第１導電型半導体層、結晶質Ｓｉ系光活性層、第２導電型半導体層からなり、それぞれの層は、第一層目の光電変換層中の対応する第１導電型半導体層、結晶質Ｓｉ系光活性層、第２導電型半導体層と同様に形成する。二層のタンデムで水分解に十分な電位を得ることができない場合は、三層あるいはそれ以上の層状構造を取ることが好ましい。ただし第二層目の光電変換層の結晶質Ｓｉ系光活性層の体積結晶化分率は、第一層目の結晶質Ｓｉ系光活性層と比較すると高くすることが好ましい。三層以上積層する場合も同様に下層と比較すると体積結晶化分率を高くすることが好ましい。これは、長波長域での吸収が大きくなり、分光感度が長波長側にシフトし、同じＳｉ材料を用いて光活性層を構成した場合においても、広い波長域で感度を向上させることが可能となるためである。すなわち、結晶化率の異なるＳｉでタンデム構造にすることにより、分光感度が広くなり、光の高効率利用が可能となる。このとき低結晶化率材料を受光面側にしないと高効率とならない。また結晶化率が４０％以下に下がるとアモルファス成分が増え、劣化が生じてしまう。   Subsequently, a second photoelectric conversion layer is formed. The second photoelectric conversion layer is composed of a first conductivity type semiconductor layer, a crystalline Si-based photoactive layer, and a second conductivity type semiconductor layer, each layer corresponding to the first photoelectric conversion layer. The first conductive type semiconductor layer, the crystalline Si-based photoactive layer, and the second conductive type semiconductor layer are formed. When a potential sufficient for water splitting cannot be obtained with a two-layer tandem, it is preferable to take a three-layer structure or more. However, the volume crystallization fraction of the crystalline Si photoactive layer of the second photoelectric conversion layer is preferably higher than that of the first crystalline Si photoactive layer. Similarly, when three or more layers are laminated, it is preferable to increase the volume crystallization fraction as compared with the lower layer. This increases the absorption in the long wavelength region, shifts the spectral sensitivity to the long wavelength side, and can improve the sensitivity in a wide wavelength region even when the photoactive layer is configured using the same Si material. It is because it becomes. That is, by using a tandem structure with Si having different crystallization rates, the spectral sensitivity is widened, and light can be used with high efficiency. At this time, if the low crystallization rate material is not on the light receiving surface side, high efficiency cannot be achieved. Further, when the crystallization rate is lowered to 40% or less, the amorphous component increases and deterioration occurs.

次に、シリコン基板を用いた光電変換部２の形成例を以下に示す。
シリコン基板としては、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板などを用いることができ、ｐ型であっても、ｎ型であっても、ｉ型であってもよい。このシリコン基板の一部にＰなどのｎ型不純物を熱拡散またはイオン注入などによりドープすることによりｎ型半導体部３７を形成し、シリコン基板のほかの一部にＢなどのｐ型不純物を熱拡散またはイオン注入などによりドープすることによりｐ型半導体部３６を形成することができる。このことにより、シリコン基板にｐｎ接合、ｐｉｎ接合、ｎｐｐ+接合またはｐｎｎ+接合などを形成することができ、光電変換部２を形成することができる。 Next, the example of formation of the photoelectric conversion part 2 using a silicon substrate is shown below.
As the silicon substrate, a single crystal silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate, or the like can be used, and may be p-type, n-type, or i-type. An n-type semiconductor portion 37 is formed by doping an n-type impurity such as P into a part of the silicon substrate by thermal diffusion or ion implantation, and a p-type impurity such as B is heated on the other part of the silicon substrate. The p-type semiconductor portion 36 can be formed by doping by diffusion or ion implantation. Thus, pn junction in the silicon substrate, pin junction can be formed and npp + junction or pnn + junction, it is possible to form a photoelectric conversion unit 2.

ｎ型半導体部３７およびｐ型半導体部３６は、図１１、１２のようにシリコン基板にそれぞれ１つの領域を形成することができ、また、ｎ型半導体領域３７およびｐ型半導体領域３６のうちどちらか一方を複数形成することもできる。また、図１２のようにｎ型半導体領域３７およびｐ型半導体領域３６を形成したシリコン基板を並べて設置し、第３導電部３３により直列接続することにより光電変換部２を形成することもできる。
なお、ここではシリコン基板を用いて説明したが、ｐｎ接合、ｐｉｎ接合、ｎｐｐ+接合またはｐｎｎ+接合などを形成することができる他の半導体基板を用いてもよい。また、ｎ型半導体部３７およびｐ型半導体部３６を形成することができれば、半導体基板に限定されず、基板上に形成された半導体層であってもよい。 Each of the n-type semiconductor portion 37 and the p-type semiconductor portion 36 can form one region on the silicon substrate as shown in FIGS. 11 and 12, and either of the n-type semiconductor region 37 and the p-type semiconductor region 36 can be formed. A plurality of these can be formed. In addition, as shown in FIG. 12, the photoelectric conversion unit 2 can be formed by arranging the silicon substrates on which the n-type semiconductor region 37 and the p-type semiconductor region 36 are arranged side by side and connecting them in series by the third conductive unit 33.
Note that, although described with reference to a silicon substrate, pn junction, pin junction, may use other semiconductor substrate or the like can be formed npp + junction or pnn + junction. In addition, as long as the n-type semiconductor portion 37 and the p-type semiconductor portion 36 can be formed, the semiconductor layer is not limited to the semiconductor substrate, and may be a semiconductor layer formed on the substrate.

３−２．化合物半導体を用いた光電変換部
化合物半導体を用いた光電変換部は、例えば、III−Ｖ族元素で構成されるＧａＰ、ＧａＡｓやＩｎＰ、ＩｎＡｓ、II−VI族元素で構成されるＣｄＴｅ／ＣｄＳ、Ｉ−III−VI族で構成されるＣＩＧＳ（Copper Indium Gallium DiSelenide）などを用いｐｎ接合を形成したものが挙げられる。 3-2. Photoelectric conversion part using a compound semiconductor The photoelectric conversion part using a compound semiconductor is, for example, GaP, GaAs, InP, InAs, or II-VI group elements composed of III-V group elements, CdTe / CdS, Examples thereof include those in which a pn junction is formed using CIGS (Copper Indium Gallium DiSelenide) composed of a group I-III-VI.

化合物半導体を用いた光電変換部の製造方法の一例を以下に示すが、本製造方法では、製膜処理等はすべて有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置を使って連続して行われる。III族元素の材料としては、例えばトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウムなどの有機金属が水素をキャリアガスとして成長装置に供給される。Ｖ族元素の材料としては、例えばアルシン（ＡｓＨ3）、ホスフィン（ＰＨ3）、スチビン（ＳｂＨ3）等のガスが使われる。ｐ型不純物またはｎ型不純物のドーパントとしては、例えばｐ型化にはジエチルジンク、またはｎ型化には、モノシラン（ＳｉＨ4）やジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）等が利用される。これらの原料ガスを、例えば７００℃に加熱された基板上に供給することにより熱分解させ、所望の化合物半導体材料膜をエピタキシャル成長させることが可能である。これら成長層の組成は導入するガス組成により、また膜厚はガスの導入時間によって制御することが可能である。これらの光電変換部を多接合積層する場合は、層間での格子定数を可能な限り合わせることにより、結晶性に優れた成長層を形成することができ、光電変換効率を向上することが可能となる。 An example of a method for manufacturing a photoelectric conversion unit using a compound semiconductor is shown below. In this manufacturing method, all film-forming processes are continuously performed using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus. Done. As a group III element material, for example, an organic metal such as trimethylgallium, trimethylaluminum, or trimethylindium is supplied to the growth apparatus using hydrogen as a carrier gas. For example, a gas such as arsine (AsH 3 ), phosphine (PH 3 ), and stibine (SbH 3 ) is used as the material of the group V element. As a dopant of p-type impurities or n-type impurities, for example, diethyl zinc for p-type conversion, monosilane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), hydrogen selenide (H 2 Se) for n-type conversion. Etc. are used. These source gases can be thermally decomposed by supplying them onto a substrate heated to, for example, 700 ° C., and a desired compound semiconductor material film can be epitaxially grown. The composition of these growth layers can be controlled by the gas composition to be introduced, and the film thickness can be controlled by the gas introduction time. When multi-junction laminating these photoelectric conversion parts, it is possible to form a growth layer with excellent crystallinity by adjusting the lattice constant between layers as much as possible, and to improve the photoelectric conversion efficiency. Become.

ｐｎ接合を形成した部分以外にも、例えば受光面側に公知の窓層や、非受光面側に公知の電界層等を設けることによりキャリア収集効率を高める工夫を有してもよい。また不純物の拡散を防止するためのバッファ層を有していてもよい。   In addition to the portion where the pn junction is formed, for example, a known window layer on the light receiving surface side or a known electric field layer on the non-light receiving surface side may be provided to improve carrier collection efficiency. Further, a buffer layer for preventing diffusion of impurities may be provided.

３−３．色素増感剤を利用した光電変換部
色素増感剤を利用した光電変換部は、例えば、主に多孔質半導体、色素増感剤、電解質、溶媒などにより構成される。
多孔質半導体を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム等公知の半導体から１種類以上を選択することが可能である。多孔質半導体を基板上に形成する方法としては、半導体粒子を含有するペーストをスクリーン印刷法、インクジェット法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたＣＶＤ法等により製膜する方法、ＰＶＤ法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法、電気化学的な酸化還元反応を利用した方法等が挙げられる。 3-3. Photoelectric conversion part using a dye sensitizer The photoelectric conversion part using a dye sensitizer is mainly composed of, for example, a porous semiconductor, a dye sensitizer, an electrolyte, a solvent, and the like.
As a material constituting the porous semiconductor, for example, one or more kinds of known semiconductors such as titanium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, barium titanate, strontium titanate, cadmium sulfide can be selected. As a method for forming a porous semiconductor on a substrate, a paste containing semiconductor particles is applied by a screen printing method, an ink jet method and the like, dried or baked, a method of forming a film by a CVD method using a raw material gas, etc. , PVD method, vapor deposition method, sputtering method, sol-gel method, method using electrochemical oxidation-reduction reaction, and the like.

多孔質半導体に吸着する色素増感剤としては、可視光領域および赤外光領域に吸収を持つ種々の色素を用いることが可能である。ここで、多孔質半導体に色素を強固に吸着させるには、色素分子中にカルボン酸基、カルボン酸無水基、アルコキシ基、スルホン酸基、ヒドロキシル基、ヒドロキシルアルキル基、エステル基、メルカプト基、ホスホニル基等が存在することが好ましい。これらの官能基は、励起状態の色素と多孔質半導体の伝導帯との間の電子移動を容易にする電気的結合を提供する。   As the dye sensitizer adsorbed on the porous semiconductor, various dyes having absorption in the visible light region and the infrared light region can be used. Here, in order to firmly adsorb the dye to the porous semiconductor, the carboxylic acid group, carboxylic anhydride group, alkoxy group, sulfonic acid group, hydroxyl group, hydroxylalkyl group, ester group, mercapto group, phosphonyl in the dye molecule It is preferable that a group or the like is present. These functional groups provide an electrical bond that facilitates electron transfer between the excited state dye and the conduction band of the porous semiconductor.

これらの官能基を含有する色素として、例えば、ルテニウムビピリジン系色素、キノン系色素、キノンイミン系色素、アゾ系色素、キナクリドン系色素、スクアリリウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ベリレン系色素、インジゴ系色素、ナフタロシアニン系色素等が挙げられる。   Examples of dyes containing these functional groups include ruthenium bipyridine dyes, quinone dyes, quinone imine dyes, azo dyes, quinacridone dyes, squarylium dyes, cyanine dyes, merocyanine dyes, and triphenylmethane dyes. Xanthene dyes, porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, berylene dyes, indigo dyes, naphthalocyanine dyes, and the like.

多孔質半導体への色素の吸着方法としては、例えば多孔質半導体を、色素を溶解した溶液（色素吸着用溶液）に浸漬する方法が挙げられる。色素吸着用溶液に用いられる溶媒としては、色素を溶解するものであれば特に制限されず、具体的には、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等の窒素化合物類、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン等の芳香族炭化水素、酢酸エチル等のエステル類、水等を挙げることができる。   Examples of the method for adsorbing the dye to the porous semiconductor include a method in which the porous semiconductor is immersed in a solution in which the dye is dissolved (dye adsorption solution). The solvent used in the dye adsorption solution is not particularly limited as long as it dissolves the dye, and specifically, alcohols such as ethanol and methanol, ketones such as acetone, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran. Nitrogen compounds such as acetonitrile, aliphatic hydrocarbons such as hexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, esters such as ethyl acetate, water, and the like.

電解質は、酸化還元対とこれを保持する液体または高分子ゲル等固体の媒体からなる。
酸化還元対としては一般に、鉄系、コバルト系等の金属類や塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン物質が好適に用いられ、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等の金属ヨウ化物とヨウ素の組み合わせが好ましく用いられる。さらに、ジメチルプロピルイミダゾールアイオダイド等のイミダゾール塩等を混入することもできる。 The electrolyte is composed of a redox pair and a solid medium such as a liquid or polymer gel holding the redox pair.
In general, iron- and cobalt-based metals and halogen substances such as chlorine, bromine, and iodine are preferably used as the redox pair, and metal iodides such as lithium iodide, sodium iodide, and potassium iodide and iodine. The combination of is preferably used. Furthermore, imidazole salts such as dimethylpropylimidazole iodide can also be mixed.

また、溶媒としては、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、アセトニトリル等のニトリル化合物、エタノール、メタノール等のアルコール、その他、水や非プロトン極性物質等が用いられるが、中でも、カーボネート化合物やニトリル化合物が好適に用いられる。   As the solvent, carbonate compounds such as propylene carbonate, nitrile compounds such as acetonitrile, alcohols such as ethanol and methanol, water, aprotic polar substances, and the like are used. Of these, carbonate compounds and nitrile compounds are preferred. Used.

３−４．有機薄膜を用いた光電変換部
有機薄膜を用いた光電変換部２は、電子供与性および電子受容性を持つ有機半導体材料で構成される電子正孔輸送層、または電子受容性を有する電子輸送層と電子供与性を有する正孔輸送層とが積層されたものであってもよい。
電子供与性の有機半導体材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されないが、塗布法により製膜できることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子が好適に使用される。 3-4. Photoelectric conversion part using organic thin film Photoelectric conversion part 2 using an organic thin film is an electron hole transport layer composed of an organic semiconductor material having electron donating properties and electron accepting properties, or an electron transport layer having electron accepting properties. And a hole transport layer having an electron donating property may be laminated.
The electron-donating organic semiconductor material is not particularly limited as long as it has a function as an electron donor, but it is preferable that a film can be formed by a coating method, and among them, an electron-donating conductive polymer is preferably used. The

ここで導電性高分子とはπ共役高分子を示し、炭素−炭素またはヘテロ原子を含む二重結合または三重結合が、単結合と交互に連なったπ共役系からなり、半導体的性質を示すものをさす。   Here, the conductive polymer means a π-conjugated polymer, which is composed of a π-conjugated system in which double bonds or triple bonds containing carbon-carbon or hetero atoms are alternately linked to single bonds, and exhibits semiconducting properties. Point.

電子供与性の導電性高分子材料としては、例えばポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリカルバゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、およびこれらの誘導体、共重合体、あるいはフタロシアニン含有ポリマー、カルバゾール含有ポリマー、有機金属ポリマー等が挙げられる。中でも、チオフェン−フルオレン共重合体、ポリアルキルチオフェン、フェニレンエチニレン−フェニレンビニレン共重合体、フルオレン−フェニレンビニレン共重合体、チオフェン−フェニレンビニレン共重合体等が好適に利用される。   Examples of the electron-donating conductive polymer material include polyphenylene, polyphenylene vinylene, polythiophene, polycarbazole, polyvinyl carbazole, polysilane, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyfluorene, polyvinyl pyrene, polyvinyl anthracene, and derivatives, Examples thereof include a polymer, a phthalocyanine-containing polymer, a carbazole-containing polymer, and an organometallic polymer. Among these, thiophene-fluorene copolymer, polyalkylthiophene, phenyleneethynylene-phenylene vinylene copolymer, fluorene-phenylene vinylene copolymer, thiophene-phenylene vinylene copolymer, and the like are preferably used.

電子受容性の有機半導体材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されないが、塗布法により製膜できることが好ましく、中でも電子供与性の導電性高分子が好適に使用される。
電子受容性の導電性高分子としては、例えばポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、およびこれらの誘導体、共重合体、あるいはカーボンナノチューブ、フラーレンおよびこれらの誘導体、ＣＮ基またはＣＦ3基含有ポリマーおよびそれらの−ＣＦ3置換ポリマー等が挙げられる。 The electron-accepting organic semiconductor material is not particularly limited as long as it has a function as an electron acceptor. However, it is preferable that a film can be formed by a coating method, and among them, an electron-donating conductive polymer is preferably used. The
Examples of the electron-accepting conductive polymer include polyphenylene vinylene, polyfluorene, and derivatives and copolymers thereof, or carbon nanotubes, fullerene and derivatives thereof, CN group or CF 3 group-containing polymers, and -CF thereof. Examples thereof include 3- substituted polymers.

また、電子供与性化合物がドープされた電子受容性の有機半導体材料や、電子受容性化合物がドープされた電子供与性の有機半導体材料等を用いることが可能である。電子供与性化合物がドープされる電子受容性の導電性高分子材料としては、上述の電子受容性の導電性高分子材料を挙げることができる。ドープされる電子供与性化合物としては、例えばＬｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｓ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属のようなルイス塩基を用いることができる。なお、ルイス塩基は電子供与体として作用する。また、電子受容性化合物がドープされる電子供与性の導電性高分子材料としては、上述した電子供与性の導電性高分子材料を挙げることができる。ドープされる電子受容性化合物としては、例えばＦｅＣｌ3、ＡｌＣｌ3、ＡｌＢｒ3、ＡｓＦ6やハロゲン化合物のようなルイス酸を用いることができる。なお、ルイス酸は電子受容体として作用する。 In addition, an electron-accepting organic semiconductor material doped with an electron-donating compound, an electron-donating organic semiconductor material doped with an electron-accepting compound, or the like can be used. Examples of the electron-accepting conductive polymer material doped with the electron-donating compound include the above-described electron-accepting conductive polymer material. As the electron-donating compound to be doped, for example, a Lewis base such as an alkali metal such as Li, K, Ca, or Cs or an alkaline earth metal can be used. The Lewis base acts as an electron donor. Examples of the electron-donating conductive polymer material doped with the electron-accepting compound include the above-described electron-donating conductive polymer material. As the electron-accepting compound to be doped, for example, a Lewis acid such as FeCl 3 , AlCl 3 , AlBr 3 , AsF 6 or a halogen compound can be used. In addition, Lewis acid acts as an electron acceptor.

上記にて示した光電変換部２においては、第一義的には太陽光を受光させ光電変換を行うことを想定しているが、用途により蛍光灯や白熱灯、ＬＥＤ、特定の熱源から発せられる光等の人工光を照射し光電変換を行うことも可能である。   In the photoelectric conversion unit 2 shown above, it is assumed that sunlight is received and photoelectric conversion is primarily performed. However, it is emitted from a fluorescent lamp, an incandescent lamp, an LED, or a specific heat source depending on the application. It is also possible to perform photoelectric conversion by irradiating artificial light such as light.

４．第２電極
第２電極５は、光電変換部２の裏面上に設けることができる。また、第２電極５は、光電変換部２の裏面と第１電解用電極８との間および光電変換部２の裏面と絶縁部１１との間に設けることもできる。また、第２電極５は、第１電解用電極８と電気的に接続することができる。第２電極５を設けることにより、光電変換部２の裏面と第１電解用電極８との間のオーミックロスを低減することができる。また、第２電極５は、第１電解用電極８と接触してもよい。また、第２電極５は、切換部１０および配線５２を介して第１電解用電極８と電気的に接続してもよい。
また、第２電極５は、電解液に対する耐食性および電解液に対する遮液性を有することが好ましい。このことにより、電解液による光電変換部２の腐食を防止することができる。
第２電極５は、導電性を有すれば特に限定されないが、例えば、金属薄膜であり、また、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどの薄膜である。これらは、例えば、スパッタリングなどにより形成することができる。また、例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、ＺｎＯ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、ＳｎＯ2等の透明導電膜である。 4). Second Electrode The second electrode 5 can be provided on the back surface of the photoelectric conversion unit 2. The second electrode 5 can also be provided between the back surface of the photoelectric conversion unit 2 and the first electrolysis electrode 8 and between the back surface of the photoelectric conversion unit 2 and the insulating unit 11. The second electrode 5 can be electrically connected to the first electrolysis electrode 8. By providing the second electrode 5, it is possible to reduce ohmic cross between the back surface of the photoelectric conversion unit 2 and the first electrolysis electrode 8. The second electrode 5 may be in contact with the first electrolysis electrode 8. Further, the second electrode 5 may be electrically connected to the first electrolysis electrode 8 via the switching unit 10 and the wiring 52.
Moreover, it is preferable that the 2nd electrode 5 has the corrosion resistance with respect to electrolyte solution, and the liquid shielding property with respect to electrolyte solution. Thereby, corrosion of the photoelectric conversion part 2 by electrolyte solution can be prevented.
Although it will not specifically limit if the 2nd electrode 5 has electroconductivity, For example, it is a metal thin film, for example, is thin films, such as Al, Ag, Au. These can be formed by, for example, sputtering. Further, for example, a transparent conductive film such as In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, and SnO 2 is used.

５．係合部、基部、動力部
係合部２２、２３は、光電変換部２を支持し、光電変換部２の受光面の向きを調整することができるように設けられる。係合部２２、２３は、回転自在であってもよく、変形可能であってもよい。係合部２２、２３が回転または変形することにより、光電変換部２の受光面の向きを調整することができる。係合部２２、２３は、例えば、図３のように背面基板１４と基部２７、２６との間に設けることができ、また、図４のように光電変換部２と第１および第２電解用電極８、７との間に設けることができる。
係合部２２、２３は、例えば回転軸を有してもよく、歯車を有してもよく、また、ベアリングを有してもよい。このことにより、係合部２２、２３を回転自在にすることができる。また、係合部２２、２３は、ボールジョイントを有してもよい。このことにより、係合部２２、２３を回転自在にすることができる。
また、係合部２２、２３は、例えば、ゴムやバネなどのように変形可能な材料からなってもよい。このことにより、係合部２２、２３を変形可能にすることができる。 5. Engaging unit, base, power unit The engaging units 22 and 23 are provided so as to support the photoelectric conversion unit 2 and to adjust the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2. The engaging portions 22 and 23 may be rotatable or may be deformable. The direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be adjusted by rotating or deforming the engaging units 22 and 23. The engaging portions 22 and 23 can be provided, for example, between the back substrate 14 and the base portions 27 and 26 as shown in FIG. 3, and the photoelectric conversion portion 2 and the first and second electrolysis as shown in FIG. It can be provided between the electrodes 8 and 7 for use.
The engaging portions 22 and 23 may have, for example, a rotation shaft, a gear, or a bearing. Thereby, the engaging portions 22 and 23 can be freely rotated. Moreover, the engaging parts 22 and 23 may have a ball joint. Thereby, the engaging portions 22 and 23 can be freely rotated.
Further, the engaging portions 22 and 23 may be made of a deformable material such as rubber or a spring. Thereby, the engaging portions 22 and 23 can be deformed.

係合部２２、２３は、光電変換部２の受光面の傾斜角を調整する第１係合部２２と、光電変換部２の受光面が向く方位を調整する第２係合部２３を有することができる。このことにより、季節や時間により変化する太陽の位置に合わせて光電変換部２の受光面の向きを変化させることができる。
第１係合部２２は、例えば、図３のように第１基部２６と第２基部２７とを回転軸により係合することにより形成することができる。このことにより、光電変換部２と繋がった第２基部２７が第１基部２６に対して回転することにより、光電変換部２の受光面の向く方位を変化させることができる。 The engaging portions 22 and 23 include a first engaging portion 22 that adjusts the inclination angle of the light receiving surface of the photoelectric conversion portion 2 and a second engaging portion 23 that adjusts the direction in which the light receiving surface of the photoelectric conversion portion 2 faces. be able to. Thereby, the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be changed in accordance with the position of the sun that changes depending on the season and time.
The first engagement portion 22 can be formed, for example, by engaging the first base portion 26 and the second base portion 27 with a rotation shaft as shown in FIG. As a result, the second base 27 connected to the photoelectric conversion unit 2 rotates relative to the first base 26, whereby the orientation of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be changed.

第２係合部２３は、例えば、図３のように第２基部２７と背面基板１４との間に回転軸を設けることにより形成することができる。このことにより、第２基部２７に対して光電変換部２の受光面の向く方向の仰角を変化させることができる。
また、第２係合部２３は、例えば、図４のように第１および第２電解用電極８、７に対して光電変換部２が相対的に動くように蝶番状に設けることができる。この場合、水素製造装置４５は、光電変換部２の裏面上に設けられた基板５１ａ、第１および第２電解用電極８、７の光電変換部２側に設けられた基板５１ｂを備えることができ、この基板５１ａと基板５１ｂを開き戸のように動かすことができる。 The second engaging portion 23 can be formed, for example, by providing a rotation shaft between the second base portion 27 and the back substrate 14 as shown in FIG. This makes it possible to change the elevation angle in the direction in which the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 faces the second base 27.
Moreover, the 2nd engaging part 23 can be provided in hinge shape so that the photoelectric conversion part 2 may move relatively with respect to the 1st and 2nd electrodes 8 and 7, for example like FIG. In this case, the hydrogen production apparatus 45 includes a substrate 51a provided on the back surface of the photoelectric conversion unit 2, and a substrate 51b provided on the photoelectric conversion unit 2 side of the first and second electrolysis electrodes 8 and 7. The substrate 51a and the substrate 51b can be moved like a hinged door.

係合部２２、２３により可動となった光電変換部２または第１および第２電解用電極８、７は、手動により動かすことができるように設けられてもよい。この場合、季節や時間帯に応じて光電変換部２の受光面の向きを手動で変化させることにより、光電変換部２の受光面に入射する光量を大きくすることができる。また、手動とすることにより、製造コスト、設置コスト、維持コストなどを低減することができる。
また、係合部２２、２３により可動となった光電変換部２または第１および第２電解用電極８、７は、動力部２４、２５により動くように設けられてもよい。
動力部２４、２５は、係合部２２、２３により可動となった光電変換部２または第１および第２電解用電極８、７を動かすことができるように設けることができる。動力部２４、２５は、例えば、係合部２２、２３に含まれる回転軸と連結したモーターである。例えば、図３のように、第１基部２６と第２基部２７との間に設けられた第１係合部２２に含まれる回転軸に第１動力部２４であるモーターを連結することにより、モーターの動力により光電変換部２の受光面の向く方位を変化させることができる。このことにより、光電変換部２の受光面に入射する光量をより多くすることができる。
図３のように背面基板１４と第２基部２７との間に設けられた第２係合部２３に含まれる回転軸に第２動力部２５であるモーターを連結させることにより、モーターの動力により光電変換部２の受光面の向く方向の仰角を変化させることができる。また、図４のように基板５１ａと基板５１ｂとを蝶番状に繋ぐように設けられた第２係合部２３に含まれる回転軸に第２動力部２５であるモーターを連結させることによっても、光電変換部２の受光面の向く方向の仰角を変化させることができる。 The photoelectric conversion unit 2 or the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 that are movable by the engagement units 22 and 23 may be provided so as to be manually movable. In this case, the amount of light incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be increased by manually changing the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 according to the season and time zone. In addition, manual operation can reduce manufacturing cost, installation cost, maintenance cost, and the like.
In addition, the photoelectric conversion unit 2 or the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 that are movable by the engagement units 22 and 23 may be provided so as to be moved by the power units 24 and 25.
The power units 24 and 25 can be provided so that the photoelectric conversion unit 2 or the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 that are movable by the engagement units 22 and 23 can be moved. The power units 24 and 25 are, for example, motors connected to the rotation shafts included in the engagement units 22 and 23. For example, as shown in FIG. 3, by connecting a motor that is the first power unit 24 to the rotation shaft included in the first engagement portion 22 provided between the first base portion 26 and the second base portion 27, The orientation of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be changed by the power of the motor. As a result, the amount of light incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be increased.
As shown in FIG. 3, by connecting a motor, which is the second power unit 25, to the rotating shaft included in the second engagement unit 23 provided between the back substrate 14 and the second base 27, the motor power The elevation angle in the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be changed. In addition, by connecting a motor as the second power unit 25 to the rotation shaft included in the second engagement portion 23 provided so as to connect the substrate 51a and the substrate 51b like a hinge as shown in FIG. The elevation angle in the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be changed.

動力部２４、２５は、制御部１２によりその出力を制御されることができる。このことにより、光電変換部２の受光面の向く方向を制御部１２で制御することができ、また、第１および第２電解用電極８、７を振動するように制御することができる。例えば、動力部２４、２５がモーターである場合、モーターに流れる電流の向き、大きさ、電流を流す時間を制御部１２で制御することにより、光電変換部２または第１および第２電解用電極の動きを制御することができる。   The outputs of the power units 24 and 25 can be controlled by the control unit 12. Thus, the direction in which the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 faces can be controlled by the control unit 12, and the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 can be controlled to vibrate. For example, when the power units 24 and 25 are motors, the control unit 12 controls the direction and magnitude of the current flowing through the motors and the time during which the current flows, so that the photoelectric conversion unit 2 or the first and second electrolysis electrodes Can control the movement.

６．第１気体排出口、第２気体排出口、傾斜角制限手段
第１気体排出口２０、第２気体排出口１９は、第１電解用電極８の端部および第２電解用電極７の端部にそれぞれ近接して設けられる。このことにより、第１気体排出口２０から第１気体を回収することができ、第２気体排出口１９から第２気体を回収することができる。 6). 1st gas exhaust port, 2nd gas exhaust port, inclination angle restriction | limiting means The 1st gas exhaust port 20 and the 2nd gas exhaust port 19 are the edge part of the electrode 8 for 1st electrolysis, and the edge part of the electrode 7 for 2nd electrolysis Are provided close to each other. Thereby, the first gas can be recovered from the first gas discharge port 20, and the second gas can be recovered from the second gas discharge port 19.

また、第１気体排出口２０は、光電変換部２の受光面を水平面に対して傾斜するように水素製造装置４５を設置したとき、第１電解用電極８の電解液に接触可能な面の上端に近接して設けることができる。また、第２気体排出口１９は、光電変換部２の受光面を水平面に対して傾斜するように水素製造装置４５を設置したとき、第２電解用電極７の電解液に接触可能な面の上端に近接して設けることができる。このことにより、水素製造装置４５を光電変換部２の受光面が水平面に対して傾斜するように設置し、前記受光面に太陽光を入射させた場合に、第１電解用電極８で発生させた第１気体を気泡として電解液中を上昇させ第１気体排出口２０から回収することができ、第２電解用電極７で発生させた第２気体を気泡として電解液中を上昇させ第２気体排出口１９から回収することができる。
第１気体排出口２０、第２気体排出口１９は、例えば、シール材１６に開口を設けることにより形成することができる。また、第１気体排出口２０、第２気体排出口１９に電解液が流入しないように流入防止弁を設けることもできる。 The first gas discharge port 20 is a surface that can contact the electrolyte of the first electrolysis electrode 8 when the hydrogen production device 45 is installed so that the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is inclined with respect to the horizontal plane. It can be provided close to the upper end. The second gas discharge port 19 is a surface that can contact the electrolyte solution of the second electrolysis electrode 7 when the hydrogen production device 45 is installed so that the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is inclined with respect to the horizontal plane. It can be provided close to the upper end. Thus, when the hydrogen production apparatus 45 is installed such that the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is inclined with respect to the horizontal plane, and sunlight is incident on the light receiving surface, the hydrogen generating device 45 is generated at the first electrolysis electrode 8. The first gas can be raised as bubbles in the electrolyte solution and recovered from the first gas discharge port 20, and the second gas generated at the second electrolysis electrode 7 can be raised as bubbles in the electrolyte solution to be second. It can be recovered from the gas outlet 19.
The 1st gas exhaust port 20 and the 2nd gas exhaust port 19 can be formed by providing opening in the sealing material 16, for example. An inflow prevention valve may be provided so that the electrolyte does not flow into the first gas outlet 20 and the second gas outlet 19.

また、第１気体排出口２０は、第１気体排出路４８と導通することができ、第２気体排出口１９は第２気体排出路と導通することができる。また、第１気体排出路４８は、複数の第１気体排出口２０と導通することができ、第２気体排出路は、複数の第２気体排出口１９と導通することができる。このことにより、水素製造装置４５で発生させた第１気体および第２気体を回収することができる。また、第１気体排出路４８または第２気体排出路は、水素貯蔵装置４５と接続することができる。このことにより水素製造装置４５で発生させた水素を水素貯蔵装置で貯蔵することができる。   Further, the first gas discharge port 20 can be connected to the first gas discharge path 48, and the second gas discharge port 19 can be connected to the second gas discharge path. Further, the first gas discharge path 48 can be electrically connected to the plurality of first gas discharge ports 20, and the second gas exhaust path can be electrically connected to the plurality of second gas discharge ports 19. As a result, the first gas and the second gas generated in the hydrogen production apparatus 45 can be recovered. Further, the first gas discharge path 48 or the second gas discharge path can be connected to the hydrogen storage device 45. As a result, hydrogen generated in the hydrogen production device 45 can be stored in the hydrogen storage device.

しかし、係合部２２、２３により、光電変換部２の受光面の向きを太陽の位置を追尾するように変化させた場合、第１および第２電解用電極８、７の傾斜角が小さくなってしまい、第１気体および第２気体が電解液中を気泡として浮上することにより第１気体排出口２０および第２気体排出口１９にそれぞれ移動できなくなる場合がある。第１気体および第２気体が、排出されず、第１および第２電解用電極８、７の表面にそれぞれ滞留すると、第１および第２電解用電極８、７が電解液と接触する面積が減少し、電解液の電気分解効率が低下し、水素製造効率が低下する。このような水素製造効率の低下を防止するために、傾斜角制限手段２１を設けることができる。   However, when the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is changed by the engaging units 22 and 23 so as to track the position of the sun, the inclination angles of the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 are reduced. As a result, the first gas and the second gas may not move to the first gas discharge port 20 and the second gas discharge port 19 due to floating in the electrolyte as bubbles. If the first gas and the second gas are not discharged and stay on the surfaces of the first and second electrolysis electrodes 8 and 7, respectively, the area where the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 are in contact with the electrolytic solution is increased. It decreases, the electrolysis efficiency of electrolyte solution falls, and hydrogen production efficiency falls. In order to prevent such a decrease in hydrogen production efficiency, the tilt angle limiting means 21 can be provided.

傾斜角制限手段２１は、第１気体および第２気体が電解液中を浮力により第１気体排出口２０および第２気体排出口１９にそれぞれ移動するように第１および第２電解用電極の傾斜角を制限する。このことにより、第１気体および第２気体が第１および第２電解用電極８、７の表面で滞留することを防止することができ、水素製造効率の低下を防止することができる。また、傾斜角制限手段２１は、第１気体および第２気体が電解液中を気泡として浮上し第１気体排出口２０および第２気体排出口１９にそれぞれ移動するように第１および第２電解用電極の傾斜角を制限することができる。
傾斜角制限手段２１は、例えば、図３のように第２係合部２３により生じる可動範囲を物理的に制限する手段であってもよく、図４のように第１および第２電解用電極８、７の傾斜角を固定する手段であってもよく、制御部１２に含まれ、第２係合部２３により生じる可動範囲を制限するプログラムであってもよい。
物理的に制限する手段としては、他にも、水素製造装置が一定の傾きを超えた際に気体が生成しない、もしくは電解液が流出しないよう気体排出口付近に逆止弁構造など気体もしくは液体の流れを制限する公知の手段であってもよい。 The tilt angle limiting means 21 tilts the first and second electrolysis electrodes so that the first gas and the second gas move to the first gas discharge port 20 and the second gas discharge port 19 by buoyancy in the electrolyte solution, respectively. Limit the corners. Thereby, it is possible to prevent the first gas and the second gas from staying on the surfaces of the first and second electrolysis electrodes 8 and 7, and it is possible to prevent a decrease in hydrogen production efficiency. In addition, the inclination angle limiting means 21 performs first and second electrolysis so that the first gas and the second gas float as bubbles in the electrolyte and move to the first gas outlet 20 and the second gas outlet 19, respectively. The inclination angle of the working electrode can be limited.
The inclination angle limiting means 21 may be a means for physically limiting the movable range generated by the second engaging portion 23 as shown in FIG. 3, for example, and the first and second electrolysis electrodes as shown in FIG. A means for fixing the inclination angles of 8 and 7 may be used, or a program included in the control unit 12 and limiting the movable range generated by the second engagement unit 23 may be used.
There are other means for physically limiting such as a gas or liquid such as a check valve structure in the vicinity of the gas outlet so that no gas is generated or the electrolyte does not flow out when the hydrogen production apparatus exceeds a certain inclination. It may be a known means for restricting the flow.

７．第１導電部
第１導電部９は、第１電極４と第２電解用電極７とにそれぞれ接触するように設けることができる。第１導電部９を設けることにより、容易に光電変換部２の受光面に接触した第１電極４と第２電解用電極７とを電気的に接続することができる。
また、第１導電部９は、図２、６のように光電変換部２を貫通するコンタクトホールに設けられてもよい。このことにより、光電変換部２の受光面と第２電解用電極７との間の電流経路を短くすることができ、より効率的に第１気体および第２気体を発生させることができる。また、第１導電部９が設けられたコンタクトホールは、１つまたは複数でもよく、円形の断面を有してもよい。
また、第１導電部９は、図９のように光電変換部２の側面を覆うように設けられてもよい。 7). First Conductive Part The first conductive part 9 can be provided in contact with the first electrode 4 and the second electrolysis electrode 7. By providing the first conductive portion 9, the first electrode 4 and the second electrolysis electrode 7 in contact with the light receiving surface of the photoelectric conversion portion 2 can be easily electrically connected.
Moreover, the 1st electroconductive part 9 may be provided in the contact hole which penetrates the photoelectric conversion part 2 like FIG. Thus, the current path between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 and the second electrolysis electrode 7 can be shortened, and the first gas and the second gas can be generated more efficiently. Moreover, the contact hole provided with the 1st electroconductive part 9 may have one or more, and may have a circular cross section.
Moreover, the 1st electroconductive part 9 may be provided so that the side surface of the photoelectric conversion part 2 may be covered like FIG.

第１導電部９の材料は、導電性を有しているものであれば特に制限されない。導電性粒子を含有するペースト、例えばカーボンペースト、Ａｇペースト等をスクリーン印刷法、インクジェット法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたＣＶＤ法等により製膜する方法、ＰＶＤ法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法、電気化学的な酸化還元反応を利用した方法等が挙げられる。   The material of the 1st electroconductive part 9 will not be restrict | limited especially if it has electroconductivity. A paste containing conductive particles, for example, a carbon paste, an Ag paste or the like applied by screen printing, an inkjet method, etc., dried or baked, a method of forming a film by a CVD method using a raw material gas, a PVD method, Examples thereof include a vapor deposition method, a sputtering method, a sol-gel method, and a method using an electrochemical redox reaction.

８．絶縁部
絶縁部１１は、リーク電流の発生を防止するために設けることができる。例えば、図２、６のように第１導電部９を光電変換部２を貫通するコンタクトホール内に設ける場合、コンタクトホールの側壁に絶縁部１１を設けることができる。
また、絶縁部１１は、例えば、図２、５〜９のように第２電解用電極７と光電変換部２の裏面との間に設けることができる。このことにより、第２電解用電極７と光電変換部２の裏面との間でリーク電流が生じるのを防止することができる。また、光電変換部２が図１１、１２のように受光することにより光電変換部２の裏面の第１区域と第２区域との間に電位差を生じるものである場合、絶縁部１１は、第１電解用電極８と光電変換部２の裏面との間、および第２電解用電極７と光電変換部２の裏面との間に設けられ、絶縁部１１は、第１区域上および第２区域上に開口を有してもよい。このことにより、光電変換部２が受光することにより形成される電子およびホールを効率よく分離することができ、光電変換効率をより高くすることができる。
また、絶縁部１１は、電解液に対する耐食性および電解液に対する遮液性を有することが好ましい。このことにより、リーク電流の発生を防止することができ、また、電解液による光電変換部２の腐食を防止することができる。 8). Insulating part The insulating part 11 can be provided in order to prevent the occurrence of leakage current. For example, when the first conductive portion 9 is provided in a contact hole penetrating the photoelectric conversion portion 2 as shown in FIGS. 2 and 6, the insulating portion 11 can be provided on the side wall of the contact hole.
Moreover, the insulating part 11 can be provided between the electrode 7 for 2nd electrolysis and the back surface of the photoelectric conversion part 2 like FIG. This can prevent a leak current from being generated between the second electrolysis electrode 7 and the back surface of the photoelectric conversion unit 2. When the photoelectric conversion unit 2 receives light as shown in FIGS. 11 and 12 to generate a potential difference between the first area and the second area on the back surface of the photoelectric conversion unit 2, 1 between the electrode 8 for electrolysis and the back surface of the photoelectric conversion unit 2, and between the second electrode for electrolysis 7 and the back surface of the photoelectric conversion unit 2, and the insulating unit 11 is provided on the first area and the second area. You may have an opening on it. Thereby, the electrons and holes formed by the photoelectric conversion unit 2 receiving light can be efficiently separated, and the photoelectric conversion efficiency can be further increased.
Moreover, it is preferable that the insulation part 11 has the corrosion resistance with respect to electrolyte solution, and the liquid shielding property with respect to electrolyte solution. Thereby, generation | occurrence | production of a leakage current can be prevented and corrosion of the photoelectric conversion part 2 by electrolyte solution can be prevented.

絶縁部１１としては、有機材料、無機材料を問わず用いることが可能であり、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアリーレン、芳香族ビニル化合物、フッ素系重合体、アクリル系重合体、ビニルアミド系重合体等の有機ポリマー、無機系材料としては、Ａｌ2Ｏ3等の金属酸化物、多孔質性シリカ膜等のＳｉＯ2や、フッ素添加シリコン酸化膜（ＦＳＧ）、ＳｉＯＣ、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）膜、ＳｉＮx、シラノール（Ｓｉ（ＯＨ）4）をアルコール等の溶媒に溶かし塗布・加熱することにより製膜する方法を用いることが可能である。 The insulating part 11 can be used regardless of an organic material or an inorganic material. For example, polyamide, polyimide, polyarylene, aromatic vinyl compound, fluorine polymer, acrylic polymer, vinylamide polymer, etc. Examples of organic polymers and inorganic materials include metal oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 such as porous silica films, fluorine-added silicon oxide films (FSG), SiOC, HSQ (Hydrogen Silsesquioxane) films, SiN x , It is possible to use a method of forming a film by dissolving silanol (Si (OH) 4 ) in a solvent such as alcohol and applying and heating.

絶縁部１１を形成する方法としては、絶縁性材料を含有するペーストをスクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコーティング法等で塗布し乾燥もしくは焼成する方法や、原料ガスを用いたＣＶＤ法等により製膜する方法、ＰＶＤ法、蒸着法、スパッタ法、ゾルゲル法を利用した方法等が挙げられる。   As a method for forming the insulating portion 11, a film containing a paste containing an insulating material is applied by a screen printing method, an ink jet method, a spin coating method, etc., dried or baked, or a CVD method using a source gas is used. And a method using a PVD method, a vapor deposition method, a sputtering method, a sol-gel method, and the like.

９．第２導電部、第３導電部
第２導電部２９は、絶縁部１１と第２電解用電極７との間、または、絶縁部１１と第１電解用電極８との間に設けることができる。第２導電部２９を設けることにより、光電変換部２が受光することにより生じた起電力を効率よく第１電解用電極８または第２電解用電極７に出力することができ、オーミックロスを低減することができる。第２導電部２９は、例えば、図９、１１、１２に示すように設けることができる。
第２導電部２９は、電解液に対する耐食性および電解液に対する遮液性を有することが好ましい。このことにより、オーミック抵抗の上昇を防止することができ、また、電解液による光電変換部２の腐食を防止することができる。
第３導電部３３は、図９、１２のように光電変換層を直列接続するように設けることができる。 9. Second Conductive Part, Third Conductive Part The second conductive part 29 can be provided between the insulating part 11 and the second electrolysis electrode 7 or between the insulating part 11 and the first electrolysis electrode 8. . By providing the second conductive portion 29, an electromotive force generated by receiving light by the photoelectric conversion portion 2 can be efficiently output to the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 7 and the ohmic cross is reduced. can do. The second conductive portion 29 can be provided, for example, as shown in FIGS.
The second conductive portion 29 preferably has corrosion resistance to the electrolytic solution and liquid shielding properties to the electrolytic solution. Thereby, an increase in ohmic resistance can be prevented, and corrosion of the photoelectric conversion unit 2 due to the electrolytic solution can be prevented.
The 3rd electroconductive part 33 can be provided so that a photoelectric converting layer may be connected in series like FIG.

第２導電部２９または第３導電部３３は、導電性を有すれば特に限定されないが、例えば、金属薄膜であり、また、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどの薄膜である。これらは、例えば、スパッタリングなどにより形成することができる。また、例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、ＺｎＯ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、ＳｎＯ2等の透明導電膜である。 The second conductive portion 29 or the third conductive portion 33 is not particularly limited as long as it has conductivity. For example, the second conductive portion 29 or the third conductive portion 33 is a metal thin film, for example, a thin film such as Al, Ag, or Au. These can be formed by, for example, sputtering. Further, for example, a transparent conductive film such as In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, and SnO 2 is used.

１０．第１電解用電極、第２電解用電極
第１電解用電極８および第２電解用電極７は、光電変換部２の裏面側にそれぞれ設けられる。図２のように、第１および第２電解用電極８、７は、光電変換部２の裏面上に設けられてもよく、図４のように光電変換部の裏面との間に基板や空間を挟んで設けられてもよい。また、第１電解用電極８および第２電解用電極７は、光電変換部２の裏面側の面とその裏面であり電解液に接触可能な面とをそれぞれ有することができる。このことにより、第１電解用電極８および第２電解用電極７は光電変換部２に入射する光を遮ることはない。
また、第１電解用電極８および第２電解用電極７は、電解液と接触するとき、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を利用して電解液を電気分解しそれぞれ第１気体および第２気体を発生させることができるように設けられる。例えば、光電変換部２が受光することにより受光面とその裏面との間に起電力が生じる場合、図２、９のように、第１電解用電極８は、光電変換部２の裏面と電気的に接続することができ、第２電解用電極７は、光電変換部２の受光面と電気的に接続することができる。また、光電変換部２が受光することによりその裏面の第１区域と第２区域との間に起電力が生じる場合、図１１、１２のように第１電解用電極８は第１区域と第２区域のうちどちらか一方と電気的に接続し、第２電解用電極７は第１区域と第２区域のうち他方と電気的に接続することができる。 10. First Electrolysis Electrode, Second Electrolysis Electrode The first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 are provided on the back side of the photoelectric conversion unit 2, respectively. As shown in FIG. 2, the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 may be provided on the back surface of the photoelectric conversion unit 2, and a substrate or a space between the back surface of the photoelectric conversion unit as shown in FIG. It may be provided across. Moreover, the electrode 8 for 1st electrolysis and the electrode 7 for 2nd electrolysis can each have the surface of the back surface side of the photoelectric conversion part 2, and the surface which is the back surface and can contact electrolyte solution. Thus, the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 do not block light incident on the photoelectric conversion unit 2.
In addition, when the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 are in contact with the electrolytic solution, the electrolysis solution is electrolyzed by using the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving light, and the first gas is obtained. And the second gas can be generated. For example, when an electromotive force is generated between the light receiving surface and the back surface thereof when the photoelectric conversion unit 2 receives light, the first electrolysis electrode 8 is electrically connected to the back surface of the photoelectric conversion unit 2 as shown in FIGS. The second electrolysis electrode 7 can be electrically connected to the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2. In addition, when an electromotive force is generated between the first area and the second area on the back surface when the photoelectric conversion unit 2 receives light, the first electrolysis electrode 8 is connected to the first area and the second area as shown in FIGS. The second electrolysis electrode 7 can be electrically connected to the other of the first area and the second area.

図４、６、７のように第１電解用電極８が光電変換部２の裏面または第２電極５と接触していない場合、第１電解用電極８は、切換部１０を介して光電変換部２の裏面と電気的に接続することができる。また、図４、５、７、１０のような場合、第２電解用電極７は、光電変換部２の受光面と切換部１０を介して電気的に接続することができる。   4, 6, and 7, when the first electrolysis electrode 8 is not in contact with the back surface of the photoelectric conversion unit 2 or the second electrode 5, the first electrolysis electrode 8 is photoelectrically converted via the switching unit 10. It can be electrically connected to the back surface of the portion 2. 4, 5, 7, and 10, the second electrolysis electrode 7 can be electrically connected to the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 via the switching unit 10.

第１電解用電極８および第２電解用電極７は、少なくとも一方が複数であってもよく、それぞれ帯状の電解液に接触可能な面を有してもよく、その面の長辺が隣接するように交互に設けられてもよい。このように、第１電解用電極８および第２電解用電極７を設けることにより、第１気体が発生する反応が生じる部分と、第２気体が発生する反応が生じる部分との間の距離を短くすることができ、電解液中で生じるイオン濃度の不均衡をより少なくすることができる。また、電解液に接触可能な面を帯状とすることにより、第１気体および第２気体を容易に回収することができる。
第１電解用電極８および第２電解用電極７は、電解液に対する耐食性および電解液に対する遮液性を有することが好ましい。このことにより、安定して第１気体および第２気体を発生させることができ、また、電解液による光電変換部２の腐食を防止することができる。例えば、第１電解用電極８および第２電解用電極７に電解液に対する耐食性を有する金属板または金属膜を用いることができる。 At least one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 may be plural, and each may have a surface that can contact the strip-shaped electrolyte solution, and the long sides of the surfaces are adjacent to each other. Alternatively, they may be provided alternately. In this way, by providing the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7, the distance between the portion where the reaction generating the first gas occurs and the portion where the reaction generating the second gas occurs is increased. It can be shortened, and the ion concentration imbalance generated in the electrolyte can be reduced. Moreover, the 1st gas and 2nd gas can be collect | recovered easily by making the surface which can contact electrolyte solution into strip | belt shape.
The first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 preferably have corrosion resistance to the electrolytic solution and liquid shielding properties to the electrolytic solution. Thereby, the first gas and the second gas can be stably generated, and corrosion of the photoelectric conversion unit 2 due to the electrolytic solution can be prevented. For example, a metal plate or a metal film having corrosion resistance against the electrolytic solution can be used for the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.

また、第１電解用電極８および第２電解用電極７のうち少なくとも一方は、光電変換部２の受光面の面積より大きい触媒表面積を有することが好ましい。このような構成によれば、光電変換部２で生じる起電力により、より効率的に第１気体または第２気体を発生させることができる。
また、第１電解用電極８および第２電解用電極７のうち少なくとも一方は、触媒が担持された多孔質の導電体であることが好ましい。このような構成によれば、第１電解用電極８および第２電解用電極７のうち少なくとも一方の触媒表面積を大きくすることができ、より効率的に第１気体または第２気体を発生させることができる。また、多孔質の導電体を用いることにより、光電変換部２と触媒との間の電流が流れることによる電位の変化を抑制することができ、より効率的に第１気体または第２気体を発生させることができる。また、この場合、第１電解用電極８または第２電解用電極７を電解液に対する遮液性を有する部分と多孔質からなる部分の二層構造とすることもできる。
第１電解用電極８および第２電解用電極７のうち、一方は水素発生部であってもよく、他方が酸素発生部であってもよい。この場合、第１気体および第２気体のうち一方は水素であり、他方は酸素である。 Moreover, it is preferable that at least one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 has a catalyst surface area larger than the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2. According to such a configuration, the first gas or the second gas can be generated more efficiently by the electromotive force generated in the photoelectric conversion unit 2.
In addition, at least one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 is preferably a porous conductor carrying a catalyst. According to such a configuration, the surface area of at least one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 can be increased, and the first gas or the second gas can be generated more efficiently. Can do. Further, by using a porous conductor, it is possible to suppress a change in potential due to a current flowing between the photoelectric conversion unit 2 and the catalyst, and to generate the first gas or the second gas more efficiently. Can be made. In this case, the first electrolysis electrode 8 or the second electrolysis electrode 7 can also have a two-layer structure of a portion having a liquid shielding property against the electrolytic solution and a porous portion.
One of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 may be a hydrogen generation unit, and the other may be an oxygen generation unit. In this case, one of the first gas and the second gas is hydrogen, and the other is oxygen.

第１および第２電解用電極８、７は、係合部２２により生じる可動範囲内で制御部１２により振動するように制御されてもよい。このことにより、第１電解用電極８の表面で生じた第１気体、または第２電解用電極７の表面で生じた第２気体を容易に電解液中の気泡とすることができ、第１気体を第１気体排出口２０から回収することができ、第２気体を第２気体排出口１９から回収することができる。   The first and second electrolysis electrodes 8, 7 may be controlled to vibrate by the control unit 12 within a movable range generated by the engagement unit 22. Thus, the first gas generated on the surface of the first electrolysis electrode 8 or the second gas generated on the surface of the second electrolysis electrode 7 can be easily made into bubbles in the electrolytic solution. The gas can be recovered from the first gas outlet 20, and the second gas can be recovered from the second gas outlet 19.

１１．水素発生部
水素発生部は、電解液からＨ2を発生させる部分であり、第１電解用電極８および第２電解用電極７のうちどちらか一方である。
また、水素発生部は、電解液からＨ2が発生する反応の触媒を含んでもよい。このことにより、電解液からＨ2が発生する反応の反応速度を大きくすることができる。水素発生部は、電解液からＨ2が発生する反応の触媒のみからなってもよく、この触媒が担持体に担持されたものであってもよい。また、水素発生部は、光電変換部２の受光面の面積より大きい触媒表面積を有してもよい。このことにより、電解液からＨ2が発生する反応をより速い反応速度とすることができる。また、水素発生部は、触媒が担持された多孔質の導電体であってもよい。このことにより、触媒表面積を大きくすることができる。また、光電変換部２の受光面または裏面と水素発生部に含まれる触媒との間に電流が流れることによる電位の変化を抑制することができる。さらに、水素発生部は、水素発生触媒を含んでよく、水素発生触媒は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｆｅ、ＮｉおよびＳｅのうち少なくとも１つを含んでもよい。このような構成によれば、光電変換部２で生じる起電力により、より速い反応速度で水素を発生させることができる。 11. Hydrogen generating part The hydrogen generating part is a part for generating H 2 from the electrolytic solution, and is one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.
Further, the hydrogen generation unit may include a catalyst for a reaction in which H 2 is generated from the electrolytic solution. Thereby, the reaction rate of the reaction in which H 2 is generated from the electrolytic solution can be increased. The hydrogen generation part may consist only of a catalyst for the reaction in which H 2 is generated from the electrolytic solution, or this catalyst may be supported on a support. Further, the hydrogen generation unit may have a catalyst surface area larger than the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2. Thereby, the reaction in which H 2 is generated from the electrolytic solution can be set to a faster reaction rate. The hydrogen generation part may be a porous conductor carrying a catalyst. This can increase the catalyst surface area. In addition, a change in potential due to a current flowing between the light receiving surface or the back surface of the photoelectric conversion unit 2 and the catalyst included in the hydrogen generation unit can be suppressed. Furthermore, the hydrogen generation unit may include a hydrogen generation catalyst, and the hydrogen generation catalyst may include at least one of Pt, Ir, Ru, Pd, Rh, Au, Fe, Ni, and Se. According to such a configuration, hydrogen can be generated at a higher reaction rate by the electromotive force generated in the photoelectric conversion unit 2.

電解液からＨ2が発生する反応の触媒（水素発生触媒）は、２つのプロトンと２つの電子から１分子の水素への変換を促進する触媒であり、化学的に安定であり、水素生成過電圧が小さい材料を用いることができる。例えば、水素に対して触媒活性を有するＰｔ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｕ等の白金族金属およびその合金あるいは化合物、水素生成酵素であるヒドロゲナーゼの活性中心を構成するＦｅ，Ｎｉ，Ｓｅの合金あるいは化合物、およびこれらの組み合わせ等を好適に用いることが可能である。中でもＰｔおよびＰｔを含有するナノ構造体は水素発生過電圧が小さく好適に用いることが可能である。光照射により水素発生反応が確認されるＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，ＺｒＯ2などの材料を用いることもできる。 The catalyst for the reaction of generating H 2 from the electrolyte (hydrogen generation catalyst) is a catalyst that promotes the conversion of two protons and two electrons into one molecule of hydrogen, is chemically stable, and generates hydrogen overvoltage. Can be used. For example, platinum group metals such as Pt, Ir, Ru, Pd, Rh, and Au, which have catalytic activity for hydrogen, and alloys or compounds thereof, Fe, Ni, and Se that constitute the active center of hydrogenase that is a hydrogen-producing enzyme. Alloys or compounds, and combinations thereof can be suitably used. Among them, a nanostructure containing Pt and Pt has a small hydrogen generation overvoltage and can be suitably used. Materials such as CdS, CdSe, ZnS, and ZrO 2 whose hydrogen generation reaction is confirmed by light irradiation can also be used.

水素発生触媒を導電体に担持することができる。触媒を担持する導電体としては、金属材料、炭素質材料、導電性を有する無機材料等が挙げられる。
金属材料としては、電子伝導性を有し、酸性雰囲気下で耐腐食性を有する材料が好ましい。具体的には、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の貴金属、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｕ、Ｓｉ等の金属並びにこれらの金属の窒化物および炭化物、ステンレス鋼、Ｃｕ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｔｉ−Ｐｔ等の合金が挙げられる。金属材料には、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を含むことが、他の化学的な副反応が少ないという観点から、より好ましい。これら金属材料は、比較的電気抵抗が小さく、面方向に電流を取り出しても電圧の低下を抑制することができる。また、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ等の酸性雰囲気下での耐腐食性に乏しい金属材料を用いる場合には、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の耐腐食性を有する貴金属および金属、カーボン、グラファイト、グラッシーカーボン、導電性高分子、導電性窒化物、導電性炭化物、導電性酸化物等によって耐腐食性に乏しい金属の表面をコーティングしてもよい。 The hydrogen generating catalyst can be supported on the conductor. Examples of the conductor carrying the catalyst include metal materials, carbonaceous materials, and conductive inorganic materials.
As the metal material, a material having electronic conductivity and resistance to corrosion in an acidic atmosphere is preferable. Specifically, noble metals such as Au, Pt, Pd, metals such as Ti, Ta, W, Nb, Ni, Al, Cr, Ag, Cu, Zn, Su, Si, and nitrides and carbides of these metals, Examples of the alloy include stainless steel, Cu—Cr, Ni—Cr, and Ti—Pt. It is more preferable that the metal material contains at least one element selected from the group consisting of Pt, Ti, Au, Ag, Cu, Ni, and W from the viewpoint that there are few other chemical side reactions. These metal materials have a relatively small electric resistance, and can suppress a decrease in voltage even when a current is extracted in the surface direction. Further, when using a metal material having poor corrosion resistance in an acidic atmosphere such as Cu, Ag, Zn, etc., noble metals and metals having corrosion resistance such as Au, Pt, Pd, carbon, graphite, glassy carbon, A metal surface having poor corrosion resistance may be coated with a conductive polymer, a conductive nitride, a conductive carbide, a conductive oxide, or the like.

炭素質材料としては、化学的に安定で導電性を有する材料が好ましい。例えば、アセチレンブラック、バルカン、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、ＶＧＣＦ、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレン等の炭素粉末や炭素繊維が挙げられる。   As the carbonaceous material, a chemically stable and conductive material is preferable. Examples thereof include carbon powders and carbon fibers such as acetylene black, vulcan, ketjen black, furnace black, VGCF, carbon nanotube, carbon nanohorn, and fullerene.

導電性を有する無機材料としては、例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、ＺｎＯ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ、ＳｎＯ2、酸化アンチモンドープ酸化スズが挙げられる。 Examples of the inorganic material having conductivity include In—Zn—O (IZO), In—Sn—O (ITO), ZnO—Al, Zn—Sn—O, SnO 2 , and antimony oxide-doped tin oxide. .

なお、導電性高分子としては、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン等が挙げられ、導電性窒化物としては、窒化炭素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化ゲルマニウム、窒化チタニウム、窒化ジルコニウム、窒化タリウム等が挙げられ、導電性炭化物としては、炭化タンタル、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタニウム、炭化モリブデン、炭化ニオブ、炭化鉄、炭化ニッケル、炭化ハフニウム、炭化タングステン、炭化バナジウム、炭化クロム等が挙げられ、導電性酸化物としては、酸化スズ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化アンチモンドープ酸化スズ等が挙げられる。   In addition, examples of the conductive polymer include polyacetylene, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polyparaphenylene, polyparaphenylene vinylene, and the like, and examples of the conductive nitride include carbon nitride, silicon nitride, gallium nitride, indium nitride, and nitride. Germanium, titanium nitride, zirconium nitride, thallium nitride, etc. are listed, and conductive carbides include tantalum carbide, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, molybdenum carbide, niobium carbide, iron carbide, nickel carbide, hafnium carbide, tungsten carbide. , Vanadium carbide, chromium carbide, and the like. Examples of the conductive oxide include tin oxide, indium tin oxide (ITO), and antimony oxide-doped tin oxide.

水素発生触媒を担持する導電体の構造としては、板状、箔状、棒状、メッシュ状、ラス板状、多孔質板状、多孔質棒状、織布状、不織布状、繊維状、フェルト状が好適に使用できる。また、フェルト状電極の表面を溝状に圧着した溝付き導電体は、電気抵抗と電極液の流動抵抗を低減できるので好適である。   The structure of the conductor supporting the hydrogen generation catalyst includes a plate shape, a foil shape, a rod shape, a mesh shape, a lath plate shape, a porous plate shape, a porous rod shape, a woven fabric shape, a nonwoven fabric shape, a fiber shape, and a felt shape. It can be used suitably. Further, a grooved conductor in which the surface of the felt-like electrode is pressure-bonded in a groove shape is preferable because the electric resistance and the flow resistance of the electrode liquid can be reduced.

１２．酸素発生部
酸素発生部は、電解液からＯ2を発生させる部分であり、第１電解用電極８および第２電解用電極７のうちどちらか一方である。
また、酸素発生部は、電解液からＯ2が発生する反応の触媒を含んでもよい。このことにより、電解液からＯ2が発生する反応の反応速度を大きくすることができる。また、酸素発生部は、電解液からＯ2が発生する反応の触媒のみからなってもよく、この触媒が担持体に担持されたものであってもよい。また、酸素発生部は、光電変換部２の受光面の面積より大きい触媒表面積を有してもよい。このことにより、電解液からＯ2が発生する反応をより速い反応速度とすることができる。また、酸素発生部は、触媒が担持された多孔質の導電体であってもよい。このことにより、触媒表面積を大きくすることができる。また、光電変換部２の受光面または裏面と酸素発生部に含まれる触媒との間に電流が流れることによる電位の変化を抑制することができる。さらに、酸素発生部は、酸素発生触媒を含んでもよく、酸素発生触媒は、Ｍｎ、Ｃａ、Ｚｎ、ＣｏおよびＩｒのうち少なくとも１つを含んでもよい。このような構成によれば、光電変換部で生じる起電力により、より速い反応速度で酸素を発生させることができる。 12 Oxygen generating portion The oxygen generating portion is a portion that generates O 2 from the electrolytic solution, and is one of the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.
Further, the oxygen generation unit may include a catalyst for a reaction in which O 2 is generated from the electrolytic solution. Thereby, the reaction rate of the reaction in which O 2 is generated from the electrolytic solution can be increased. Further, the oxygen generation part may consist only of a catalyst for the reaction that generates O 2 from the electrolytic solution, or the catalyst may be supported on a carrier. Further, the oxygen generation unit may have a catalyst surface area larger than the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2. Thereby, the reaction in which O 2 is generated from the electrolytic solution can be set to a faster reaction rate. The oxygen generation part may be a porous conductor carrying a catalyst. This can increase the catalyst surface area. In addition, a change in potential due to a current flowing between the light receiving surface or the back surface of the photoelectric conversion unit 2 and the catalyst included in the oxygen generation unit can be suppressed. Furthermore, the oxygen generation unit may include an oxygen generation catalyst, and the oxygen generation catalyst may include at least one of Mn, Ca, Zn, Co, and Ir. According to such a configuration, oxygen can be generated at a higher reaction rate by the electromotive force generated in the photoelectric conversion unit.

電解液からＯ2が発生する反応の触媒（酸素発生触媒）は、２つの水分子から１分子の酸素および４つのプロトンと４つの電子への変換を促進する触媒であり、化学的に安定であり、酸素発生過電圧が小さい材料を用いることができる。例えば、光を用い水から酸素発生を行う反応を触媒する酵素であるPhotosystem IIの活性中心を担うＭｎ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｏを含む酸化物あるいは化合物や、Ｐｔ，ＲｕＯ2，ＩｒＯ2等の白金族金属を含む化合物や、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｅ，Ｆｅ，Ｎｉ等の遷移金属を含む酸化物あるいは化合物、および上記材料の組み合わせ等を用いることが可能である。中でも酸化イリジウム、酸化マンガン、酸化コバルト、リン酸コバルトは、過電圧が小さく酸素発生効率が高いことから好適に用いることができる。 The catalyst for the reaction of generating O 2 from the electrolyte (oxygen generating catalyst) is a catalyst that promotes the conversion of two water molecules into one molecule of oxygen, four protons, and four electrons, and is chemically stable. In addition, a material having a small oxygen generation overvoltage can be used. For example, oxides or compounds containing Mn, Ca, Zn, Co, which are active centers of Photosystem II, which is an enzyme that catalyzes the reaction of generating oxygen from water using light, and platinum such as Pt, RuO 2 , IrO 2 It is possible to use compounds containing group metals, oxides or compounds containing transition metals such as Ti, Zr, Nb, Ta, W, Ce, Fe, Ni, and combinations of the above materials. Among these, iridium oxide, manganese oxide, cobalt oxide, and cobalt phosphate can be suitably used because they have low overvoltage and high oxygen generation efficiency.

酸素発生触媒を導電体に担持することができる。触媒を担持する導電体としては、金属材料、炭素質材料、導電性を有する無機材料等が挙げられる。これらの説明は、「８．水素発生部」に記載した水素発生触媒についての説明が矛盾がない限り当てはまる。
水素発生触媒および酸素発生触媒の単独の触媒活性が小さい場合、助触媒を用いることも可能である。例えば、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｓｅの酸化物あるいは化合物などが挙げられる。 The oxygen generating catalyst can be supported on the conductor. Examples of the conductor carrying the catalyst include metal materials, carbonaceous materials, and conductive inorganic materials. These explanations apply as long as there is no contradiction in the explanation of the hydrogen generation catalyst described in “8. Hydrogen generation part”.
When the catalytic activity of the hydrogen generating catalyst and the oxygen generating catalyst alone is small, a promoter can be used. Examples thereof include oxides or compounds of Ni, Cr, Rh, Mo, Co, and Se.

なお、水素発生触媒、酸素発生触媒の担持方法は、導電体もしくは半導体に直接塗布する方法や、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、電析法など、材料により適宜その手法を変え作製ことが可能である。光電変換部と触媒の間に適宜導電物質を担持することが可能である。また水素発生および酸素発生のための触媒活性が十分でない場合、金属やカーボン等の多孔質体や繊維状物質、ナノ粒子等に担持することにより反応表面積を大きくし、水素及び酸素発生速度を向上させることが可能である。   The method for supporting the hydrogen generating catalyst and the oxygen generating catalyst can be applied directly to a conductor or semiconductor, PVD methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating, dry coating methods such as CVD, The method can be appropriately changed depending on the material such as an analysis method. A conductive material can be appropriately supported between the photoelectric conversion unit and the catalyst. Also, when the catalytic activity for hydrogen generation and oxygen generation is not sufficient, the reaction surface area is increased by supporting it on porous materials such as metals and carbon, fibrous materials, nanoparticles, etc., and the hydrogen and oxygen generation rates are improved. It is possible to make it.

１３．背面基板
背面基板１４は、第１電解用電極８および第２電解用電極７の上に透光性基板１と対向するように設けることができる。また、図４のように、光電変換部２と第１および第２電解用電極８、７とが分離されている場合、背面基板１４は、第１および第２電解用電極８、７と対向するように設けることができる。
また、背面基板１４は、第１電解用電極８および第２電解用電極７と背面基板１４との間に空間が設けられるように設けることができる。この空間を電解液室１５とすることができ、電解液室１５に電解液を導入することにより、第１電解用電極８および第２電解用電極７を電解液に接触させることができる。また、背面基板１４に箱状のものを用いる場合、背面基板１４は箱体の底の部分であってもよい。 13. Back Substrate The back substrate 14 can be provided on the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 so as to face the translucent substrate 1. Further, as shown in FIG. 4, when the photoelectric conversion unit 2 and the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 are separated, the back substrate 14 faces the first and second electrolysis electrodes 8 and 7. Can be provided.
The back substrate 14 can be provided such that a space is provided between the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 and the back substrate 14. This space can be used as the electrolytic solution chamber 15, and the first electrolytic electrode 8 and the second electrolytic electrode 7 can be brought into contact with the electrolytic solution by introducing the electrolytic solution into the electrolytic solution chamber 15. Moreover, when using a box-shaped thing for the back substrate 14, the back substrate 14 may be the bottom part of a box.

また、背面基板１４は、電解液室１５を構成し、生成した第１気体および第２気体を閉じ込めるために構成される材料であり、機密性が高い物質が求められる。透明なものであっても不透明なものであっても特に限定されるものではないが、第１気体および第２気体が発生していることを視認できる点においては透明な材料であることが好ましい。透明な背面基板としては特に限定されず、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等の透明なリジッド材、あるいは透明樹脂板、透明樹脂フィルムなどを挙げることができる。中でも、ガスの透過性がなく、化学的物理的に安定な物質である点でガラス材を用いることが好ましい。   Further, the back substrate 14 is a material that constitutes the electrolyte chamber 15 and confines the generated first gas and second gas, and a highly confidential substance is required. It is not particularly limited whether it is transparent or opaque, but it is preferably a transparent material in that it can be visually confirmed that the first gas and the second gas are generated. . The transparent back substrate is not particularly limited, and examples thereof include a transparent rigid material such as quartz glass, Pyrex (registered trademark), and a synthetic quartz plate, a transparent resin plate, and a transparent resin film. Among them, it is preferable to use a glass material because it is a gas that is not chemically permeable and is chemically and physically stable.

１４．隔壁
隔壁１３は、第１電解用電極８と背面基板１４との間の空間である電解液室１５および第２電解用電極７と背面基板１４との間の空間である電解液室１５とを仕切るように設けることができる。また、隔壁１３は、図１０のように第１電解用電極８と第２電解用電極７との間に設けることもできる。このことにより、第１電解用電極８および第２電解用電極７で発生させた第１気体および第２気体が混合することを防止することができ、第１気体および第２気体を分離して回収することができる。
また、隔壁１３は、イオン交換体を含んでもよい。このことにより、第１電解用電極８と背面基板１４との間の空間の電解液と第２電解用電極７と背面基板１４との間の空間の電解液でアンバランスとなったイオン濃度を一定に保つことができる。 14 The partition wall 13 includes an electrolyte chamber 15 that is a space between the first electrolysis electrode 8 and the back substrate 14 and an electrolyte chamber 15 that is a space between the second electrolysis electrode 7 and the back substrate 14. It can be provided so as to partition. The partition wall 13 can also be provided between the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 as shown in FIG. As a result, the first gas and the second gas generated by the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 can be prevented from mixing, and the first gas and the second gas can be separated. It can be recovered.
The partition wall 13 may include an ion exchanger. As a result, the ion concentration that is unbalanced by the electrolytic solution in the space between the first electrolysis electrode 8 and the back substrate 14 and the electrolytic solution in the space between the second electrolysis electrode 7 and the back substrate 14 is reduced. Can be kept constant.

隔壁１３は、例えば、多孔質ガラス、多孔質ジルコニア、多孔質アルミナ等の無機膜あるいはイオン交換体を用いることが可能である。
イオン交換体としては、当該分野で公知のイオン交換体をいずれも使用でき、プロトン伝導性膜、カチオン交換膜、アニオン交換膜等を使用できる。
プロトン伝導性膜の材質としては、プロトン伝導性を有しかつ電気的絶縁性を有する材質であれば特に限定されず、高分子膜、無機膜又はコンポジット膜を用いることができる。 For the partition wall 13, for example, an inorganic film such as porous glass, porous zirconia, or porous alumina or an ion exchanger can be used.
As the ion exchanger, any ion exchanger known in the art can be used, and a proton conductive membrane, a cation exchange membrane, an anion exchange membrane, or the like can be used.
The material of the proton conductive film is not particularly limited as long as it is a material having proton conductivity and electrical insulation, and a polymer film, an inorganic film, or a composite film can be used.

高分子膜としては、例えば、パーフルオロスルホン酸系電解質膜である、デュポン社製のナフィオン（登録商標）、旭化成社製のアシプレックス（登録商標）、旭硝子社製のフレミオン（登録商標）等の膜や、ポリスチレンスルホン酸、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン等の炭化水素系電解質膜等が挙げられる。   Examples of the polymer membrane include Nafion (registered trademark) manufactured by DuPont, Aciplex (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., and Flemion (registered trademark) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., which are perfluorosulfonic acid electrolyte membranes. Examples thereof include membranes and hydrocarbon electrolyte membranes such as polystyrene sulfonic acid and sulfonated polyether ether ketone.

無機膜としては、例えば、リン酸ガラス、硫酸水素セシウム、ポリタングストリン酸、ポリリン酸アンモニウム等からなる膜が挙げられる。コンポジット膜としては、スルホン化ポリイミド系ポリマー、タングステン酸等の無機物とポリイミド等の有機物とのコンポジット等からなる膜が挙げられ、具体的にはゴア社製のゴアセレクト膜（登録商標）や細孔フィリング電解質膜等が挙げられる。さらに、高温環境下（例えば、１００℃以上）で使用する場合には、スルホン化ポリイミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、スルホン化ポリベンゾイミダゾール、ホスホン化ポリベンゾイミダゾール、硫酸水素セシウム、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。   Examples of the inorganic film include films made of phosphate glass, cesium hydrogen sulfate, polytungstophosphoric acid, ammonium polyphosphate, and the like. Examples of the composite membrane include a membrane made of a sulfonated polyimide polymer, a composite of an inorganic material such as tungstic acid and an organic material such as polyimide, and specifically, Gore Select membrane (registered trademark) or pores manufactured by Gore. Examples thereof include a filling electrolyte membrane. Furthermore, when used in a high temperature environment (for example, 100 ° C. or higher), sulfonated polyimide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS), sulfonated polybenzimidazole, phosphonated polybenzimidazole, sulfuric acid. Examples include cesium hydrogen and ammonium polyphosphate.

カチオン交換膜としては、カチオンを移動させることができる固体高分子電解質であればよい。具体的には、パーフルオロカーボンスルフォン酸膜や、パーフルオロカーボンカルボン酸膜等のフッ素系イオン交換膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、ポリスチレンスルホン酸膜、スルホン酸化スチレン・ビニルベンゼン共重合体膜等が挙げられる。
支持電解質溶液のアニオン輸率が高い場合には、アニオン交換膜の使用が好ましい。アニオン交換膜としては、アニオンの移動可能な固体高分子電解質を使用できる。具体的には、ポリオルトフェニレンジアミン膜、アンモニウム塩誘導体基を有するフッ素系イオン交換膜、アンモニウム塩誘導体基を有するビニルベンゼンポリマー膜、クロロメチルスチレン・ビニルベンゼン共重合体をアミノ化した膜等が挙げられる。 The cation exchange membrane may be any solid polymer electrolyte that can move cations. Specifically, fluorine ion exchange membranes such as perfluorocarbon sulfonic acid membranes and perfluorocarbon carboxylic acid membranes, polybenzimidazole membranes impregnated with phosphoric acid, polystyrene sulfonic acid membranes, sulfonated styrene / vinylbenzene copolymers Examples include membranes.
When the anion transport number of the supporting electrolyte solution is high, it is preferable to use an anion exchange membrane. As the anion exchange membrane, a solid polymer electrolyte capable of transferring anions can be used. Specifically, a polyorthophenylenediamine film, a fluorine-based ion exchange film having an ammonium salt derivative group, a vinylbenzene polymer film having an ammonium salt derivative group, a film obtained by aminating a chloromethylstyrene / vinylbenzene copolymer, etc. Can be mentioned.

１５．シール材
シール材１６は、透光性基板１と背面基板１４を接着し、水素製造装置４５内の電解液および水素製造装置４５内で生成した第１気体および第２気体を密閉するための材料である。背面基板１４に箱状のものを用いる場合、この箱体と透光性基板１とを接着するためにシール材１６が用いられる。シール材１６は、例えば、紫外線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤等が好適に使用されるが、その種類は限定されるものではない。紫外線硬化性の接着剤としては、２００〜４００ｎｍの波長を持つ光を照射することにより重合が起こり光照射後数秒で硬化反応が起こる樹脂であり、ラジカル重合型とカチオン重合型に分けられ、ラジカル重合型樹脂としてはアクリルレート、不飽和ポリエステル、カチオン重合型としては、エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル等が挙げられる。また熱硬化性の高分子接着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性ポリイミド等の有機樹脂が挙げられる。熱硬化性の高分子接着剤は、熱圧着時に圧力を掛けた状態で加熱重合し、その後、加圧したまま、室温まで冷却することにより、各部材を良好に接合させるため、締め付け部材等を要しない。また、有機樹脂に加えて、ガラス基板に対して密着性の高いハイブリッド材料を用いることが可能である。ハイブリッド材料を用いることによって、弾性率や硬度等の力学的特性が向上し、耐熱性や耐薬品性が飛躍的に向上する。ハイブリッド材料は、無機コロイド粒子と有機バインダ樹脂とから構成される。例えば、シリカなどの無機コロイド粒子と、エポキシ樹脂、ポリウレタンアクリレート樹脂やポリエステルアクリレート樹脂などの有機バインダ樹脂とから構成されるものが挙げられる。 15. Seal material The seal material 16 is a material for adhering the translucent substrate 1 and the back substrate 14 and sealing the electrolytic solution in the hydrogen production device 45 and the first gas and the second gas generated in the hydrogen production device 45. It is. When a box-shaped substrate is used for the back substrate 14, a sealing material 16 is used to bond the box and the translucent substrate 1. As the sealing material 16, for example, an ultraviolet curable adhesive, a thermosetting adhesive, or the like is preferably used, but the type thereof is not limited. The UV curable adhesive is a resin that undergoes polymerization upon irradiation with light having a wavelength of 200 to 400 nm and undergoes a curing reaction within a few seconds after light irradiation, and is divided into a radical polymerization type and a cationic polymerization type. Examples of the polymerization type resin include acrylates, unsaturated polyesters, and examples of the cationic polymerization type include epoxy, oxetane, and vinyl ether. Examples of the thermosetting polymer adhesive include organic resins such as phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, and thermosetting polyimide. The thermosetting polymer adhesive is heated and polymerized in a state where pressure is applied at the time of thermocompression bonding, and then cooled to room temperature while being pressurized. I don't need it. In addition to the organic resin, a hybrid material having high adhesion to the glass substrate can be used. By using a hybrid material, mechanical properties such as elastic modulus and hardness are improved, and heat resistance and chemical resistance are dramatically improved. The hybrid material is composed of inorganic colloidal particles and an organic binder resin. For example, what is comprised from inorganic colloidal particles, such as a silica, and organic binder resin, such as an epoxy resin, a polyurethane acrylate resin, and a polyester acrylate resin, is mentioned.

ここではシール材１６と記しているが、透光性基板１と背面基板１４を接着させる機能を有するものであれば限定されず、樹脂製あるいは金属製のガスケットを用い外部からネジ等の部材を用いて物理的に圧力を加え機密性を高める方法等を適宜用いることも可能である。   Here, the sealing material 16 is described. However, the sealing material 16 is not limited as long as it has a function of adhering the translucent substrate 1 and the back substrate 14, and a member such as a screw is externally used using a resin or metal gasket. It is also possible to appropriately use a method of applying pressure physically to increase confidentiality.

１６．電解液室
電解液室１５は、第１電解用電極８と背面基板１４との間の空間および第２電解用電極７と背面基板１４との間の空間とすることができる。また、電解液室１５は、隔壁１３により仕切ることができる。 16. Electrolyte Chamber The electrolyte chamber 15 can be a space between the first electrolysis electrode 8 and the back substrate 14 and a space between the second electrolysis electrode 7 and the back substrate 14. Further, the electrolyte chamber 15 can be partitioned by the partition wall 13.

１７．給水口
給水口１８は、水素製造装置４５に含まれるシール材１６の一部、もしくは背面基板１４の一部などに開口を作ることにより設けることができる。給水口１８は、第１気体及び第２気体へと分解された電解液を補充するために配置され、その配置箇所および形状は、原料となる電解液が効率よく水素製造装置４５へ供給されさえすれば、特に限定されるものではない。 17. Water Supply Port The water supply port 18 can be provided by making an opening in a part of the sealing material 16 included in the hydrogen production apparatus 45 or a part of the back substrate 14. The water supply port 18 is arranged to replenish the electrolytic solution that has been decomposed into the first gas and the second gas, and the arrangement location and shape of the water supply port 18 are such that the electrolytic solution as a raw material can be efficiently supplied to the hydrogen production device 45. If it does, it will not be limited in particular.

１８．電解液
電解液は、第１気体および第２気体の原料となるものであれば特に限定されないが、例えば、電解質を含む水溶液であり、例えば、０．１ＭのＨ2ＳＯ4を含む電解液、０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液などである。この場合、電解液から第１気体および第２気体として水素および酸素を製造することができる。 18. Electrolytic Solution The electrolytic solution is not particularly limited as long as it is a raw material for the first gas and the second gas. For example, the electrolytic solution is an aqueous solution containing an electrolyte, for example, an electrolytic solution containing 0.1 M H 2 SO 4 , 0.1M potassium phosphate buffer. In this case, hydrogen and oxygen can be produced from the electrolytic solution as the first gas and the second gas.

１９．センサ部
水素製造装置４５は、センサ部１７を備えてもよい。図１３は、本実施形態の水素製造装置に含まれる制御部、センサ部などの概念図である。
センサ部１７は、例えば、傾斜センサ、方位センサ、位置センサ、照度センサ、時計などを備えることができる。また、これらのセンサは、センサが得た情報を制御部１２に出力することができる。なお、センサ部１７に含まれる複数のセンサ、時計は、水素製造装置４５の異なる箇所に設置されてもよい。
センサ部１７が、傾斜センサ、方位センサを備えることにより、光電変換部２の受光面が向く方向の方位、仰角などを検出することができ、また、第１電解用電極８、第２電解用電極７の傾斜角を検出することができる。これらの情報を制御部１２が入力することにより、制御部１２が光電変換部２の受光面の向きや第１および第２電解用電極７の動きを正確に制御することができる。 19. Sensor Unit The hydrogen production apparatus 45 may include a sensor unit 17. FIG. 13 is a conceptual diagram of a control unit, a sensor unit, and the like included in the hydrogen production apparatus of the present embodiment.
The sensor unit 17 can include, for example, an inclination sensor, an orientation sensor, a position sensor, an illuminance sensor, a clock, and the like. Further, these sensors can output information obtained by the sensors to the control unit 12. A plurality of sensors and watches included in the sensor unit 17 may be installed at different locations of the hydrogen production apparatus 45.
Since the sensor unit 17 includes an inclination sensor and an orientation sensor, it is possible to detect the orientation, the elevation angle, and the like in the direction in which the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 faces, and the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode. The inclination angle of the electrode 7 can be detected. When the control unit 12 inputs these pieces of information, the control unit 12 can accurately control the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 and the movement of the first and second electrolysis electrodes 7.

センサ部１７が位置センサ、時計を備えることにより、太陽の位置や動きを算出することができる。これらの情報を制御部１２が入力することにより、制御部１２が光電変換部２の受光面の向きを太陽を追尾するように制御することができる。位置センサは、例えば、ＧＰＳである。
センサ部１７が照度センサを備えることにより、日照条件を検出することができる。この情報を制御部１２が入力することにより、日射量を検出することができ、日射があるか否かを検出することができる。この情報を制御部１２が入力することにより、日射がある場合、光電変換部２の受光面を太陽を追尾するように制御し、日射がない場合、光電変換部２の受光面を固定するように制御することができる。日射がない場合、光電変換部２の受光面を太陽を追尾するように制御しても、光電変換部２に入射する光量は大きく変わらないため、光電変換部２を固定することにより、光電変換部２を動かすことに要するエネルギーを節約することができる。 When the sensor unit 17 includes a position sensor and a clock, the position and movement of the sun can be calculated. When the control unit 12 inputs these pieces of information, the control unit 12 can control the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 so as to track the sun. The position sensor is, for example, a GPS.
When the sensor unit 17 includes an illuminance sensor, the sunshine condition can be detected. When the control unit 12 inputs this information, the amount of solar radiation can be detected, and whether or not there is solar radiation can be detected. When the control unit 12 inputs this information, when there is solar radiation, the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is controlled to track the sun, and when there is no solar radiation, the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is fixed. Can be controlled. When there is no solar radiation, even if the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is controlled to track the sun, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit 2 does not change significantly. The energy required to move the part 2 can be saved.

２０．切換部
切換部１０は、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力させる回路と、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力し電解液からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させる回路とを切り換えることができる。このことにより、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ電力として供給でき、また、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を用いて第１気体および第２気体を製造することができる。
切換部１０が第１外部回路と電気的に接続する方法は、特に限定されないが、例えば、切換部１０が出力端子を備え、出力端子を介して第１外部回路と電気的に接続してもよい。 20. Switching unit The switching unit 10 includes a circuit that outputs an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light to the first external circuit, and an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light. It is possible to switch between circuits that output to the second electrolysis electrode 7 and generate the first gas and the second gas from the electrolyte, respectively. As a result, the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light can be supplied as power to the first external circuit, and the first gas and the second gas are generated using the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light. A gas can be produced.
The method for electrically connecting the switching unit 10 to the first external circuit is not particularly limited. For example, even if the switching unit 10 includes an output terminal and is electrically connected to the first external circuit via the output terminal. Good.

また、切換部１０は、第２外部回路と電気的に接続することができ、かつ、第２外部回路から入力される起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力し電解液からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させる回路に切り換えることができる。このことにより、第２外部回路から入力される起電力を利用して、電解液から第１気体および第２気体を製造することができる。
切換部１０が第２外部回路と電気的に接続する方法は特に限定されないが、例えば、切換部１０が入力端子を備え、入力端子を介して第２外部回路と電気的に接続してもよい。 The switching unit 10 can be electrically connected to the second external circuit, and outputs an electromotive force input from the second external circuit to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. It can switch to the circuit which produces | generates 1st gas and 2nd gas, respectively from electrolyte solution. Thus, the first gas and the second gas can be produced from the electrolyte using the electromotive force input from the second external circuit.
The method for electrically connecting the switching unit 10 to the second external circuit is not particularly limited. For example, the switching unit 10 may include an input terminal and be electrically connected to the second external circuit via the input terminal. .

図面を用いて具体的に説明する。図１４〜１７は、本実施形態の水素製造装置の概略回路図である。例えば、本実施形態の水素製造装置４５が図４、７のような断面を有し、図１４のような電気回路を有する場合、例えば、ＳＷ（スイッチ）１、ＳＷ２がＯＮ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＦＦ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ５、ＳＷ６がＯＦＦ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＮ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極８と第２電解用電極７に出力することができる。
また、例えば、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＦＦ状態であり、ＳＷ５、ＳＷ６がＯＮ状態である場合、第２外部回路から入力される起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２がＯＦＦ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６がＯＮ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力および第２外部回路から入力される起電力の両方を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。 This will be specifically described with reference to the drawings. 14 to 17 are schematic circuit diagrams of the hydrogen production apparatus of the present embodiment. For example, when the hydrogen production apparatus 45 of this embodiment has a cross section as shown in FIGS. 4 and 7 and an electric circuit as shown in FIG. 14, for example, SW (switch) 1 and SW2 are in an ON state, and SW3 When SW4 is in the OFF state, the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light can be output to the first external circuit. Further, when SW1, SW2, SW5, and SW6 are in the OFF state and SW3 and SW4 are in the ON state, the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light is used as the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode. 7 can be output.
For example, when SW3 and SW4 are in an OFF state and SW5 and SW6 are in an ON state, an electromotive force input from the second external circuit is output to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. be able to. When SW1 and SW2 are in the OFF state and SW3, SW4, SW5, and SW6 are in the ON state, both the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving light and the electromotive force input from the second external circuit Can be output to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.

例えば、本実施形態の水素製造装置４５が図５、１０のような断面を有し、図１５のような電気回路を有する場合、例えば、ＳＷ１、ＳＷ２がＯＮ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＦＦ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５がＯＦＦ状態であり、ＳＷ４がＯＮ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極８と第２電解用電極７に出力することができる。
また、例えば、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がＯＦＦ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ５がＯＮ状態である場合、第２外部回路から入力される起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２がＯＦＦ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５がＯＮ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力および第２外部回路から入力される起電力の両方を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。 For example, when the hydrogen production apparatus 45 of this embodiment has a cross section as shown in FIGS. 5 and 10 and an electric circuit as shown in FIG. 15, for example, SW1 and SW2 are in an ON state, and SW3 and SW4 are in an OFF state. In the state, the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light can be output to the first external circuit. Further, when SW1, SW2, SW3, and SW5 are in the OFF state and SW4 is in the ON state, the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving light is applied to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. Can be output.
For example, when SW1, SW2, and SW4 are in an OFF state and SW3 and SW5 are in an ON state, an electromotive force input from the second external circuit is applied to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. Can be output. When SW1 and SW2 are in the OFF state and SW3, SW4 and SW5 are in the ON state, both the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light and the electromotive force input from the second external circuit are It can output to the electrode 8 for 1 electrolysis and the electrode 7 for 2nd electrolysis.

例えば、本実施形態の水素製造装置４５が図６のような断面を有し、図１６のような電気回路を有する場合、例えば、ＳＷ１、ＳＷ２がＯＮ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＦＦ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５がＯＦＦ状態であり、ＳＷ４がＯＮ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極８と第２電解用電極７に出力することができる。
また、例えば、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がＯＦＦ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ５がＯＮ状態である場合、第２外部回路から入力される起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２がＯＦＦ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５がＯＮ状態である場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力および第２外部回路から入力される起電力の両方を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。 For example, when the hydrogen production apparatus 45 of this embodiment has a cross section as shown in FIG. 6 and an electric circuit as shown in FIG. 16, for example, SW1 and SW2 are in the ON state, and SW3 and SW4 are in the OFF state. In some cases, an electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light can be output to the first external circuit. Further, when SW1, SW2, SW3, and SW5 are in the OFF state and SW4 is in the ON state, the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving light is applied to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. Can be output.
For example, when SW1, SW2, and SW4 are in an OFF state and SW3 and SW5 are in an ON state, an electromotive force input from the second external circuit is applied to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. Can be output. When SW1 and SW2 are in the OFF state and SW3, SW4 and SW5 are in the ON state, both the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light and the electromotive force input from the second external circuit are It can output to the electrode 8 for 1 electrolysis and the electrode 7 for 2nd electrolysis.

例えば、本実施形態の水素製造装置４５が図２、８、９、１１、１２のような断面を有し、図１７のような電気回路を有する場合、例えば、ＳＷ１、ＳＷ２がＯＮ状態であり、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＦＦ状態である場合であって、光電変換部が受光することにより生じる起電力が電解液の電解電圧に達しない場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力することができる。また、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＦＦ状態である場合であって、光電変換部が受光することにより生じる起電力が電解液の電解電圧に達する場合、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７へ出力することができる。従って、図１７のような電気回路を有する場合でも、切換部１０により、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力させる回路と、光電変換部２が受光することにより生じる起電力を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力させる回路とを切り換えることができる。
また、ＳＷ３、ＳＷ４がＯＮ状態であり、ＳＷ１，ＳＷ２がＯＦＦ状態の場合、第２外部回路から入力される起電力、または第２外部回路から入力される起電力と光電変換部２が受光することにより生じる起電力の両方を第１電解用電極８および第２電解用電極７に出力することができる。 For example, when the hydrogen production apparatus 45 of this embodiment has a cross section as shown in FIGS. 2, 8, 9, 11, and 12 and an electric circuit as shown in FIG. 17, for example, SW1 and SW2 are in an ON state. , SW3, SW4 are in the OFF state, and when the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit receiving light does not reach the electrolytic voltage of the electrolyte, the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving the light is first 1 It is possible to output to an external circuit. In addition, when SW1, SW2, SW3, and SW4 are in the OFF state, and the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit receiving light reaches the electrolytic voltage of the electrolytic solution, the photoelectric conversion unit 2 receives the light. The electromotive force can be output to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7. Accordingly, even when the electric circuit as shown in FIG. 17 is provided, the switching unit 10 causes the photoelectric conversion unit 2 to receive the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit 2 receiving light and the photoelectric conversion unit 2 to receive light. It is possible to switch between the circuit that outputs the electromotive force generated by the above to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.
When SW3 and SW4 are in the ON state and SW1 and SW2 are in the OFF state, the electromotive force input from the second external circuit or the electromotive force input from the second external circuit and the photoelectric conversion unit 2 receive light. Both the electromotive forces generated by this can be output to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.

また、切換部１０は、制御部１２からの情報を入力することができ、入力した情報に基づき回路の切換を行うことができる。このことにより、切換部１０は、制御部１２が選択した回路に切り換えることができる。
また、切換部１０は、光電変換部２が受光することにより生じる起電力の大きさに基づき回路の切換を行うこともできる。このことにより、第１外部回路に出力する電力が光電変換部２で生じている場合、第１外部回路に光電変換部２で生じた起電力を出力することができ、第１外部回路に出力する電力が光電変換部２で生じていない場合、第１電解用電極８および第２電解用電極７に光電変換部２で生じた起電力を出力することができる。
さらに切換部１０は、第２外部回路の起電力の大きさに基づき回路の切換を行うこともできる。このことにより、第２外部回路が供給する電力が電気需要より大きくなっている場合、第２外部回路が供給する電力を利用して第１気体および第２気体を製造することができる。 The switching unit 10 can input information from the control unit 12 and can switch circuits based on the input information. Thereby, the switching unit 10 can switch to the circuit selected by the control unit 12.
The switching unit 10 can also switch circuits based on the magnitude of the electromotive force generated when the photoelectric conversion unit 2 receives light. As a result, when the electric power output to the first external circuit is generated in the photoelectric conversion unit 2, the electromotive force generated in the photoelectric conversion unit 2 can be output to the first external circuit and output to the first external circuit. When the power to be generated is not generated in the photoelectric conversion unit 2, the electromotive force generated in the photoelectric conversion unit 2 can be output to the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7.
Furthermore, the switching unit 10 can also switch the circuit based on the magnitude of the electromotive force of the second external circuit. Thereby, when the electric power supplied from the second external circuit is larger than the electric demand, the first gas and the second gas can be produced using the electric power supplied from the second external circuit.

２１．制御部
制御部１２は、光電変換部２の受光面の向きを制御することができる。このことにより、光電変換部２の受光面を太陽を追尾するように動かすことができ、光電変換部２の入射光量を多くすることができる。その結果、光電変換部２の発電量が多くすることができる。
また、制御部１２は、第１および第２電解用電極８、７を振動するように制御することができる。このことにより、第１および第２電解用電極８、７を振動させることができ、第１気体または第２気体の排出を促進することができる。
さらに、制御部１２は、切換部１０が切り換える回路を設定し、設定した情報を切換部１０に出力することができる。このことにより、切換部１０が切り換える回路を制御することができ、光電変換部２が発電するエネルギーを有効に活用することができる。また、第１および第２電解用電極８、７を有効に利用することができる。 21. Control Unit The control unit 12 can control the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2. Accordingly, the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 can be moved so as to track the sun, and the amount of incident light of the photoelectric conversion unit 2 can be increased. As a result, the power generation amount of the photoelectric conversion unit 2 can be increased.
Further, the control unit 12 can control the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 to vibrate. Accordingly, the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 can be vibrated, and the discharge of the first gas or the second gas can be promoted.
Further, the control unit 12 can set a circuit to be switched by the switching unit 10 and output the set information to the switching unit 10. Thereby, the circuit which the switching part 10 switches can be controlled, and the energy which the photoelectric conversion part 2 generates can be utilized effectively. Further, the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 can be used effectively.

制御部１２は、例えば、半導体装置とプログラムから構成できる。
制御部１２は、情報を入力するための入力手段と、入力手段から入力された情報に基づき光電変換部２の受光面の向きまたは第１および第２電解用電極８、７の動きを設定する設定手段と、設定手段により設定された情報を出力するための出力手段と、出力手段により出力された情報に基づき少なくとも光電変換部２を動かす動力部２４、２５とを備えることができる。このことにより、制御部１２は、光電変換部２または第１および第２電解用電極８、７の動きを制御することができる。
また、制御部１２は、情報を入力するための入力手段と、入力手段から入力された情報に基づき切換部１０が切り換える回路を設定する設定手段と、設定手段により設定された情報を切換部１０に出力するための出力手段とを備えることができる。このことにより、制御部１２は、切換部１０が切り換える回路を制御することができる。 The control part 12 can be comprised from a semiconductor device and a program, for example.
The control unit 12 sets input means for inputting information, and the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 or the movement of the first and second electrolysis electrodes 8 and 7 based on the information input from the input means. A setting unit, an output unit for outputting information set by the setting unit, and power units 24 and 25 for moving at least the photoelectric conversion unit 2 based on the information output by the output unit can be provided. Thus, the control unit 12 can control the movement of the photoelectric conversion unit 2 or the first and second electrolysis electrodes 8 and 7.
The control unit 12 also includes an input unit for inputting information, a setting unit for setting a circuit to be switched by the switching unit 10 based on the information input from the input unit, and the information set by the setting unit. Output means for outputting to the output. Thus, the control unit 12 can control the circuit that the switching unit 10 switches.

制御部１２は、例えば、図１３のように切換部１０、動力部２４、２５、センサ部１７、情報配線と接続することができる。
また、制御部１２に含まれる入力手段は、情報配線または無線から情報を入力することができる。例えば、制御部１２に含まれる入力手段は、情報配線または無線を介して、電力会社からの情報、売電情報、Ｗｅｂ情報、ソリューションサーバー情報などを入力することができる。この情報に基づき、制御部１２は、光電変換部２または第１および第２電解用電極８、７の動きを制御することができる。また、この情報に基づき、制御部１２は、切換部１０が切り換える回路を制御することができる。
また、制御部１２は、傾斜角制限手段２１となるプログラムを含むことができる。 For example, the control unit 12 can be connected to the switching unit 10, the power units 24 and 25, the sensor unit 17, and the information wiring as shown in FIG.
The input means included in the control unit 12 can input information from information wiring or wirelessly. For example, the input means included in the control unit 12 can input information from an electric power company, power sale information, Web information, solution server information, and the like via information wiring or wireless. Based on this information, the control unit 12 can control the movement of the photoelectric conversion unit 2 or the first and second electrolysis electrodes 8 and 7. Further, based on this information, the control unit 12 can control the circuit that the switching unit 10 switches.
Further, the control unit 12 can include a program that serves as the tilt angle limiting means 21.

図１８は、制御部１２の制御フローチャートの一例である。このフローチャートのように水素製造装置４５を制御することにより、光電変換部２への入射光量を増やすことができ、また、光電変換部２が発電する電力を有効に利用することができる。   FIG. 18 is an example of a control flowchart of the control unit 12. By controlling the hydrogen production apparatus 45 as in this flowchart, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit 2 can be increased, and the electric power generated by the photoelectric conversion unit 2 can be used effectively.

水素製造方法
本実施形態の水素製造方法は、水素製造装置４５を光電変換部２の受光面が水平面に対し傾斜するように設置し、電解液室１５に電解液を導入し、太陽光を光電変換部２の受光面に入射させることにより第１電解用電極８および第２電解用電極７からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させ、第１気体排出口２０および第２気体排出口１９からそれぞれ第１気体および第２気体を排出させることができる。
このことにより第１気体および第２気体を製造することができ、水素を製造することができる。 Hydrogen Production Method In the hydrogen production method of this embodiment, the hydrogen production apparatus 45 is installed such that the light receiving surface of the photoelectric conversion unit 2 is inclined with respect to the horizontal plane, the electrolyte is introduced into the electrolyte chamber 15, and sunlight is photoelectrically generated. The first gas and the second gas are generated from the first electrolysis electrode 8 and the second electrolysis electrode 7 by being incident on the light receiving surface of the conversion unit 2, and the first gas discharge port 20 and the second gas discharge port 19. The first gas and the second gas can be discharged respectively from
Thus, the first gas and the second gas can be produced, and hydrogen can be produced.

１： 透光性基板 ２：光電変換部 ４：第１電極 ５：第２電極 ７：第２電解用電極 ８：第１電解用電極 ９：第１導電部 １０：切換部 １１：絶縁部 １２：制御部 １３：隔壁 １４：背面基板 １５：電解液室 １６：シール材 １７：センサ部 １８：給水口 １９：第２気体排出口 ２０：第１気体排出口 ２１：傾斜角制限手段 ２２：第１係合部 ２３：第２係合部 ２４：第１動力部 ２５：第２動力部 ２６：第１基部 ２７：第２基部 ２８：光電変換層 ２９：第２導電部 ３０：透光性電極 ３１：裏面電極 ３３：第３導電部 ３５：半導体部 ３６：ｐ型半導体部 ３７：ｎ型半導体部 ４０：アイソレーション ４５：水素製造装置 ４６：電解液 ４７：水素貯蔵装置 ４８：配管（第１気体排出路） ４９：入力端子 ５１ａ、５１ｂ：基板 ５２：配線     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Translucent board | substrate 2: Photoelectric conversion part 4: 1st electrode 5: 2nd electrode 7: 2nd electrode for electrolysis 8: Electrode for 1st electrolysis 9: 1st electroconductive part 10: Switching part 11: Insulating part 12 : Control part 13: Partition 14: Back substrate 15: Electrolyte chamber 16: Sealing material 17: Sensor part 18: Water supply port 19: Second gas discharge port 20: First gas discharge port 21: Inclination angle limiting means 22: First 1 engaging portion 23: second engaging portion 24: first power portion 25: second power portion 26: first base portion 27: second base portion 28: photoelectric conversion layer 29: second conductive portion 30: translucent electrode 31: Back electrode 33: Third conductive portion 35: Semiconductor portion 36: P-type semiconductor portion 37: N-type semiconductor portion 40: Isolation 45: Hydrogen production device 46: Electrolytic solution 47: Hydrogen storage device 8: piping (the first gas discharge passage) 49: Input terminal 51a, 51b: substrate 52: wire

Claims (14)

受光面およびその裏面を有する光電変換部と、前記光電変換部の裏面側に設けられた第１電解用電極および第２電解用電極と、前記光電変換部を支持する係合部と、傾斜角制限手段と、第１気体排出口と、第２気体排出口とを備え、
前記光電変換部の受光面に太陽光が入射し第１および第２電解用電極が電解液と接触するとき、
第１および第２電解用電極は、前記光電変換部が受光することより生じる起電力を利用して電解液を電気分解しそれぞれ第１気体および第２気体を発生させることができるように設けられ、
第１気体および第２気体のうち、一方は水素であり他方は酸素であり、
前記係合部は、前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向きを調整することができるように設けられ、
前記光電変換部の受光面に太陽光が入射し第１および第２電解用電極が電解液と接触するとき、前記傾斜角制限手段は、第１気体および第２気体が電解液中を浮力により第１気体排出口および第２気体排出口にそれぞれ移動するように前記係合部の可動範囲を制限し第１および第２電解用電極の傾斜角を制限することを特徴とする水素製造装置。 A photoelectric conversion unit having a light receiving surface and a back surface thereof, a first electrolysis electrode and a second electrolysis electrode provided on the back surface side of the photoelectric conversion unit, an engagement unit that supports the photoelectric conversion unit, and an inclination angle A limiting means, a first gas outlet, and a second gas outlet ;
When sunlight is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the first and second electrolysis electrodes are in contact with the electrolytic solution,
The first and second electrolysis electrodes are provided so that the electrolysis solution can be electrolyzed using the electromotive force generated by the photoelectric conversion unit receiving light to generate the first gas and the second gas, respectively. ,
Of the first gas and the second gas, one is hydrogen and the other is oxygen,
The engagement portion is provided so that the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion portion with respect to sunlight can be adjusted ,
When sunlight is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the first and second electrolysis electrodes are in contact with the electrolytic solution, the tilt angle restricting means is configured such that the first gas and the second gas are buoyant in the electrolytic solution. A hydrogen production apparatus , wherein the movable range of the engaging portion is limited to move to the first gas discharge port and the second gas discharge port, respectively, and the inclination angle of the first and second electrolysis electrodes is limited . 前記係合部は、回転自在または変形可能である請求項１に記載の装置。 The apparatus according to claim 1, wherein the engaging portion is rotatable or deformable. 前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向き、または第１および第２電解用電極の動きを制御する制御部をさらに備える請求項１又は２に記載の装置。 The apparatus of Claim 1 or 2 further provided with the control part which controls the direction with respect to the sunlight of the light-receiving surface of the said photoelectric conversion part, or the motion of the electrode for 1st and 2nd electrolysis. 前記制御部は、前記光電変換部の受光面の太陽光に対する向きを太陽の仰角と方位に基づき制御する請求項３に記載の装置。 The said control part is an apparatus of Claim 3 which controls the direction with respect to the sunlight of the light-receiving surface of the said photoelectric conversion part based on the elevation angle and azimuth | direction of a sun. 前記制御部は、第１および第２電解用電極が振動するように第１および第２電解用電極の動きを制御する請求項３に記載の装置。 The apparatus according to claim 3 , wherein the control unit controls the movement of the first and second electrolysis electrodes so that the first and second electrolysis electrodes vibrate. 前記制御部は、情報を入力するための入力手段と、前記入力手段から入力された情報に基づき前記光電変換部の受光面の向きまたは第１および第２電解用電極の動きを設定する設定手段と、前記設定手段により設定された情報を出力するための出力手段と、前記出力手段により出力された情報に基づき少なくとも前記光電変換部を動かす動力部とを備える請求項３〜５のいずれか１つに記載の装置。 The control unit includes an input unit for inputting information, and a setting unit for setting the direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion unit or the movement of the first and second electrolysis electrodes based on the information input from the input unit. When an output means for outputting the information set by the setting means, any one of claims 3-5 and a power unit for moving at least said photoelectric conversion unit on the basis of information output by said output means 1 Device. 前記制御部は、第１および第２電解用電極の傾斜角を制限する傾斜角制限手段を含む請求項３〜６のいずれか１つに記載の装置。 The said control part is an apparatus as described in any one of Claims 3-6 containing the inclination-angle restriction | limiting means which restrict | limits the inclination-angle of the electrode for 1st and 2nd electrolysis. 第１外部回路と電気的に接続できる切換部をさらに備え、
前記切換部は、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第１外部回路へ出力させる回路と、前記光電変換部が受光することにより生じる起電力を第１および第２電解用電極に出力させる回路とを切り換えることができる請求項１又は２に記載の装置。 A switching unit that can be electrically connected to the first external circuit;
The switching unit includes a circuit that outputs an electromotive force generated by the photoelectric conversion unit receiving light to the first external circuit, and an electromotive force generated by the photoelectric conversion unit receiving light to the first and second electrolysis electrodes. apparatus according to claim 1 or 2 can be switched and a circuit for output. 前記切換部は、第２外部回路と電気的に接続することができ、かつ、第２外部回路から入力される起電力を第１電解用電極および第２電解用電極に出力し電解液からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させる回路に切り換えることができる請求項８に記載の装置。 The switching unit can be electrically connected to the second external circuit, and outputs an electromotive force input from the second external circuit to the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode from the electrolyte. 9. The apparatus of claim 8 , wherein the apparatus can be switched to a circuit that generates a first gas and a second gas. 前記切換部が切り換える回路を設定し、設定した情報を前記切換部に出力する制御部をさらに備える請求項８または９に記載の装置。 The set circuit for switching the switching unit, according to claim 8 or 9 further comprising a control unit that outputs to the switching unit configuration information. 前記制御部は、情報を入力するための入力手段と、前記入力手段から入力された情報に基づき前記切換部が切り換える回路を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された情報を前記切換部に出力するための出力手段とを備える請求項１０に記載の装置。 The control unit includes an input unit for inputting information, a setting unit for setting a circuit to be switched by the switching unit based on information input from the input unit, and information set by the setting unit as the switching unit. 11. An apparatus according to claim 10 , further comprising output means for outputting to the output. 基部をさらに備え、
前記係合部は、前記基部に対して前記光電変換部、第１電解用電極および第２電解用電極が相対的に動くように設けられた請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装置。 Further comprising a base,
The engaging portion, the photoelectric conversion unit relative to the base, according to any one of claims 1 to 11 in which the first electrolysis electrode and the second electrolysis electrode provided to move relatively apparatus. 前記係合部は、前記光電変換部の受光面の傾斜角を調整する第１係合部と、前記光電変換部の受光面が向く方位を調整する第２係合部とを含む請求項１〜１２のいずれか１つに記載の装置。 2. The engagement portion includes a first engagement portion that adjusts an inclination angle of a light receiving surface of the photoelectric conversion portion, and a second engagement portion that adjusts an orientation in which the light reception surface of the photoelectric conversion portion faces. apparatus according to any one of ~ 12. 請求項１〜１３のいずれか１つに記載の水素製造装置を前記光電変換部の受光面が水平面に対し傾斜するように設置し、
前記水素製造装置の下部から前記水素製造装置に電解液を導入し、太陽光を前記光電変換部の受光面に入射させることにより第１電解用電極および第２電解用電極からそれぞれ第１気体および第２気体を発生させ、前記水素製造装置の上部から第１気体および第２気体を排出する水素製造方法。 The hydrogen production apparatus according to any one of claims 1 to 13 , wherein the light receiving surface of the photoelectric conversion unit is inclined with respect to a horizontal plane,
An electrolyte is introduced into the hydrogen production apparatus from the lower part of the hydrogen production apparatus, and sunlight is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit, whereby the first gas and the second electrolysis electrode are respectively supplied from the first gas and the second electrolysis electrode. A hydrogen production method in which a second gas is generated and the first gas and the second gas are discharged from an upper part of the hydrogen production apparatus.
JP2011040639A 2011-02-25 2011-02-25 Hydrogen production apparatus and hydrogen production method Expired - Fee Related JP5802403B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011040639A JP5802403B2 (en) 2011-02-25 2011-02-25 Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
PCT/JP2012/050386 WO2012114787A1 (en) 2011-02-25 2012-01-11 Hydrogen production device and hydrogen production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011040639A JP5802403B2 (en) 2011-02-25 2011-02-25 Hydrogen production apparatus and hydrogen production method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012177160A JP2012177160A (en) 2012-09-13
JP2012177160A5 JP2012177160A5 (en) 2014-04-10
JP5802403B2 true JP5802403B2 (en) 2015-10-28

Family

ID=46979192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011040639A Expired - Fee Related JP5802403B2 (en) 2011-02-25 2011-02-25 Hydrogen production apparatus and hydrogen production method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5802403B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201415654A (en) * 2012-10-05 2014-04-16 Inst Nuclear Energy Res Atomic Energy Council Method of manufacturing of absorber of thin film solar cell
JP6013251B2 (en) 2013-03-28 2016-10-25 富士フイルム株式会社 Gas production equipment
JP6249362B2 (en) * 2013-05-21 2017-12-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Method for reducing carbon dioxide, carbon dioxide reduction cell and carbon dioxide reduction device
JP6184312B2 (en) 2013-12-13 2017-08-23 富士フイルム株式会社 Artificial photosynthetic array
EP3147385B1 (en) 2014-05-20 2020-02-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Photoelectrochemical reaction device
WO2016017225A1 (en) 2014-08-01 2016-02-04 富士フイルム株式会社 Water splitting apparatus and water splitting method
JP7009341B2 (en) * 2018-09-25 2022-01-25 本田技研工業株式会社 Alkaline water electrolyzer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4052426B2 (en) * 2001-09-21 2008-02-27 三菱重工業株式会社 Gas generator
JP2003313693A (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Toomu:Kk Electrolysis device and electrolysis method
JP2004197167A (en) * 2002-12-18 2004-07-15 Honda Motor Co Ltd Hydrogen producing apparatus
JP2005053353A (en) * 2003-08-05 2005-03-03 Chube Univ Airship
JP2005168101A (en) * 2003-11-28 2005-06-23 Daiwa House Ind Co Ltd Twenty-four hour ventilation system utilizing natural energy
JP3121915U (en) * 2006-03-08 2006-06-01 三菱電機エンジニアリング株式会社 Hybrid power generation system
JP2009193887A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Sign Create:Kk Lighting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012177160A (en) 2012-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4594438B1 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP5663254B2 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP5792560B2 (en) Power generation system
JP5802374B2 (en) Solar cell integrated gas production system
JP5676218B2 (en) Gas production apparatus, gas production method, and gas production apparatus array
JP5802403B2 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP5785736B2 (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production method
JP5427653B2 (en) Gas production apparatus and gas production method
JP5719576B2 (en) Gas production apparatus and gas production method
WO2013011843A1 (en) Electrolytic cell, gas producing device, and gas producing method
WO2013073271A1 (en) Electricity generating device
WO2012114787A1 (en) Hydrogen production device and hydrogen production method
JP2011116625A (en) Hydrogen producing apparatus and hydrogen producing method
JP2012021197A (en) Device for producing gas
JP2013105631A (en) Power generation apparatus
JP2013105632A (en) Power generation apparatus
JP2012094684A (en) Photovoltaic power generation system
JP2012107278A (en) Gas producing device
JP2011236466A (en) Apparatus for manufacturing gas
JP2012094686A (en) Photovoltaic power generation system
JP2011162428A (en) Apparatus and method for producing hydrogen
JP2013105630A (en) Power generation apparatus
JP2012094685A (en) Photovoltaic power generation system and control device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140221

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5802403

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees