TW201918543A - 太陽電池系統及片狀構造體 - Google Patents

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松堂真樹
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Abstract

本發明係一種藉由吸收陽光而發電之太陽電池系統，其具備含有波長轉換材料之片狀構造體及配置於片狀構造體之周邊部的發電用電池，波長轉換材料之平均粒徑為10~400 nm，最大發光波長為500 nm以上。又，本發明係一種用於太陽電池系統之片狀構造體，片狀構造體含有波長轉換材料，波長轉換材料之平均粒徑為10~400 nm，最大發光波長為500 nm以上。根據本發明，能夠提供一種太陽電池系統及可獲得此種太陽電池系統之片狀構造體，該太陽電池系統由於向發電用電池之聚光量多而發電效率高，且形成用以將光引導至發電用電池之波導的構件之透明性高。

Description

太陽電池系統及片狀構造體
本發明係關於一種於窗戶中用於陽光發電等之太陽電池系統及用於太陽電池系統之片狀構造體。
於大廈等相對高層之建築物之情形時，難以確保能夠設置陽光面板之空間，創能不充分，因此正在實用化的是於窗戶設置太陽電池。具體而言，已知有於夾層玻璃之中間層、或複層玻璃之玻璃與玻璃之間設置太陽電池模組者。然而，太陽電池模組一般而言大多缺乏透明性，會遮住視野。又，透明性高之有機太陽電池雖然亦有在實際使用，但存在耐久性低之問題。
為了解決此種問題，正研究於窗框等窗戶之周邊部設置陽光面板。例如正開發一種太陽輻射轉換裝置，其係使玻璃等透明構件含有將紫外線、可見光或紅外線波長轉換成近紅外線之波長轉換材料，以透明構件作為波導將藉由波長轉換材料進行過波長轉換之光聚光於其端部進行發電（例如，參照專利文獻1）。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開2015／047084號
[發明所欲解決之課題]
然而，專利文獻1所揭示之太陽輻射轉換裝置，由於作為波長轉換材料所使用之Tm2+ 系無機材料不僅紫外線區域及紅外線區域之吸收大，而且可見光區域之吸收亦大，因此形成波導之構件之透明性不充分。 本發明係鑒於以上情況而完成者，目的在於提供一種太陽電池系統及可獲得此種太陽電池系統之片狀構造體，該太陽電池系統由於向發電用電池之聚光量多而發電效率高，且形成用以將光引導至發電用電池之波導的構件之透明性高。 [解決課題之技術手段]
本發明人等進行了努力研究，結果發現藉由具備如下片狀構造體及發電用電池之太陽電池系統能夠解決上述問題，從而完成以下本發明，上述片狀構造體含有具有特定平均粒徑及最大發光波長之波長轉換材料。 即，本發明提供以下[1]~[10]。 [1]一種太陽電池系統，藉由吸收陽光而發電，該太陽電池系統具備含有波長轉換材料之片狀構造體與配置於該片狀構造體之周邊部的發電用電池，該波長轉換材料之平均粒徑為10~400 nm，最大發光波長為500 nm以上。 [2]如該[1]記載之太陽電池系統，其中，該片狀構造體之380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis與300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv的差（Tvis－Tuv）為50%以上。 [3]如該[1]或[2]記載之太陽電池系統，其中，該片狀構造體之可見光透射率Tvis為60%以上。 [4]如該[1]至[3]中任一項記載之太陽電池系統，其中，該波長轉換材料之最大發光波長為780 nm以上。 [5]如該[1]至[4]中任一項記載之太陽電池系統，其中，該波長轉換材料之最大激發波長為400 nm以下。 [6]如該[1]至[5]中任一項記載之太陽電池系統，其中，該波長轉換材料之平均粒徑為10~200 nm。 [7]如該[1]至[6]中任一項記載之太陽電池系統，其中，該片狀構造體為積層構造體，該積層構造體具備含有波長轉換材料之透明片狀構件及設置於該透明片狀構件之兩面的第1與第2透明片。 [8]如該[7]記載之太陽電池系統，其中，該透明片狀構件含有樹脂，於該樹脂中分散有該波長轉換材料。 [9]一種片狀構造體，用於太陽電池系統，該片狀構造體含有波長轉換材料，該波長轉換材料之平均粒徑為10~400 nm，最大發光波長為500 nm以上。 [10]如該[9]記載之片狀構造體，其中，380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis與300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv的差（Tvis－Tuv）為50%以上。 [發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種太陽電池系統及可獲得此種太陽電池系統之片狀構造體，該太陽電池系統由於向發電用電池之聚光量多而發電效率高，且形成用以將光引導至發電用電池之波導的構件之透明性高。
本發明之太陽電池系統係藉由吸收陽光而發電之太陽電池系統，其具備含有波長轉換材料之片狀構造體、及配置於片狀構造體之周邊部之發電用電池。
[片狀構造體] 於本發明之太陽電池系統中，片狀構造體係形成用以將光引導至發電用電池之波導的構件。即，於藉由波長轉換材料將入射至片狀構造體之一面之陽光等光之至少一部分轉換成相對長波長之光之後，能夠使之於片狀構造體內部進行反射並且引導至片狀構造體之側面，使發電用電池受光。長波長之光一般於發電用電池中能夠以高效率轉換成電氣，因此藉由使發電用電池接收長波長之光，能夠提高發電用電池之發電效率。
本發明之片狀構造體含有波長轉換材料。片狀構造體較佳為380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis與300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv之差（Tvis－Tuv）為50%以上。其意味著片狀構造體所含有之波長轉換材料不易吸收可見光，容易吸收紫外線。即，構成本發明之太陽電池系統之片狀構造體之透明性較高，吸收紫外線之能力優異。若Tvis－Tuv為50%以上，則存在如下傾向：片狀構造體之透明性變良好、或引導至片狀構造體之側面側之光量變多，其結果，太陽電池系統之發電效率變高。 就使片狀構造體之透明性良好、使引導至側面側之光量增加之觀點而言，Tvis－Tuv更佳為55%以上，進而較佳為60%以上，尤佳為70%以上。 再者，380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis意指380 nm以上且未達780 nm之透射率之平均值，300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv意指300 nm以上且未達380 nm之透射率之平均值。
就使片狀構造體之透明性良好之觀點而言，Tvis較佳為60%以上，更佳為70%以上，進而較佳為80%以上。Tvis越高越佳，為100%以下即可。就實用上而言，Tvis為99%以下，較佳為95%以下。 又，就使引導至片狀構造體之側面側之光量增加之觀點而言，Tuv較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而較佳為10%以下。關於Tuv，其下限不受限定，為0%以上即可，就實用上而言，為0.001%以上。
（波長轉換材料） 於本發明中，片狀構造體可為含有波長轉換材料之1層單獨體，亦可為至少於任一層含有波長轉換材料之由2層以上所構成之積層構造體。波長轉換材料於含有波長轉換材料之層中分散即可。 作為波長轉換材料，使用將短波長側之光轉換成具有500 nm以上之最大發光波長之光的材料即可。再者，所謂最大發光波長，意指對波長轉換材料之發光光譜進行測定時之發光強度最高之波長。 作為具體之波長轉換材料，較佳為將紫外光區域之光波長轉換成近紅外光區域之光者。具體而言，可列舉錫酸鋇（BaSnO3 ）、含有鐿及鈰之混合結晶、含有鐠及鐿之混合結晶、含有鉍及鐿之混合結晶、具有銩離子等鑭系元素離子之波長轉換材料等。該等之中，就可見光區域之吸收較少而能夠使片狀構造體之透明性良好之方面而言，更佳為使用錫酸鋇。再者，該等波長轉換材料可含有雜質或摻雜劑，例如，作為錫酸鋇，可為摻雜有鐵、鋅等金屬離子者。進而，作為波長轉換材料，亦較佳為使用於YSO（Y2 SiO5 ）中摻雜有鐿及鈰者（YSO：Ce、Yb）、於YSO（Y2 SiO5 ）中摻雜有鐠及鐿者（YSO：Pr,Yb）。 波長轉換材料之最大發光波長為500 nm以上。若最大發光波長未達500 nm，則存在如下傾向：引導至片狀構造體之側面側之光量變少，發電用電池之發電效率變低。 關於波長轉換材料之最大發光波長，就使引導至片狀構造體之側面側之光量增加之觀點而言，較佳為780 nm以上，更佳為800 nm以上，進而較佳為820 nm以上。波長轉換材料之最大發光波長之上限並無特別限定，為了能夠藉由普通之波長轉換材料進行波長轉換而發光，較佳為1400 nm以下，更佳為1300 nm以下。 又，波長轉換材料之最大激發波長較佳為400 nm以下，更佳為390 nm以下，進而較佳為380 nm以下。並且，通常為200 nm以上，較佳為300 nm以上。若為此種最大激發波長，則容易紫吸收外線光而轉換成近紅外光。
於本發明中，波長轉換材料使用粒子狀者即可，其平均粒徑為10~400 nm。若平均粒徑超過400 nm，則片狀構造體之透明性變差，上述Tvis容易降低。又，若未達10 nm，則存在難以製造該平均粒徑之波長轉換材料之情況，進而存在發光強度降低之情況。 就提高片狀構造體之透明性之觀點而言，波長轉換材料之平均粒徑較佳為10~200 nm，更佳為10~100 nm。平均粒徑可藉由奈米粒子解析裝置（堀場製作所公司製造，nano Partica SZ－100）進行測定。藉由使波長轉換材料為此種特定之平均粒徑且具有上述特定之最大發光波長，能夠使片狀構造體之透明性良好，且能夠有效地使引導至片狀構造體之側面之光量增加。波長轉換材料之平均粒徑係按照以下程序進行測定。首先，以濃度成為5重量%之方式使波長轉換材料分散於甲醇中，獲得測定試樣。使用奈米粒子解析裝置（nano Partica SZ－100）測定上述測定試樣之D50作為平均粒徑。 再者，波長轉換材料之平均粒徑例如可依據Materials 2015, 8, 6437－6454所記載之方法進行調整。例如可藉由變更波長轉換材料之退火溫度等而調整波長轉換材料之平均粒徑。
本發明之片狀構造體可為含有波長轉換材料之1層單獨體，亦可為至少於任一層含有波長轉換材料之由2層以上所構成之積層構造體，較佳為積層構造體。又，本發明之片狀構造體較佳為至少1層由無機玻璃或有機玻璃之任一者所構成之透明片。於片狀構造體中，透明片可為1片，亦可為2片以上。又，於本發明中，可為透明片發光，亦可為透明片以外之層發光。
就使引導至片狀構造體之側面之光量增加之觀點、防止含有波長轉換材料之層之劣化之觀點、及提高作為窗戶之耐撞擊性之觀點等而言，片狀構造體較佳為具有3層以上之層。其中，片狀構造體較佳具有積層構造體，該積層構造體具備含有波長轉換材料之透明片狀構件、及設置於透明片狀構件兩面之第1與第2透明片。於此情形時，第1透明片係配置於室外側，第2透明片係配置於室內側，陽光自第1透明片入射。 圖1中表示片狀構造體為積層構造體之情形時之一實施形態。積層構造體20具備透明片狀構件10、及分別設置於透明片狀構件10之兩面之第1透明片11、第2透明片12，自第1透明片11側入射陽光等光。藉由透明片狀構件10中所含有之波長轉換材料，入射之陽光之一部分被波長轉換成近紅外光區域之光，有助於利用發電用電池之發電。
（透明片狀構件） 本發明之透明片狀構件係含有波長轉換材料之層。透明片狀構件較佳由含有樹脂且於該樹脂中分散有上述波長轉換材料之發光層所構成，作為樹脂，較佳使用熱塑性樹脂。藉由使用熱塑性樹脂，透明片狀構件容易發揮作為接著層之功能，容易使透明片狀構件接著於第1透明片及第2透明片。 於使上述波長轉換材料分散於樹脂中之情形時，波長轉換材料之含量較佳相對於樹脂100質量份，為0.01~3質量份，更佳為0.02~1.5質量份，進而較佳為0.03~1.0質量份。 藉由將波長轉換材料之含量設為該等下限值以上，透明片狀構件能夠充分地發光，又，上述Tuv變低，Tvis－Tuv之差變大。藉由將波長轉換材料之含量設為上限值以下，能夠防止可見光透射率Tvis超過必要地降低。
作為透明片狀構件所使用之熱塑性樹脂，並無特別限定，例如可列舉聚乙烯縮醛樹脂、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂、離子聚合物樹脂、聚胺酯樹脂（polyurethane resin）、及熱塑性彈性體等。藉由使用該等樹脂，容易確保對第1透明片及第2透明片等之接著性。熱塑性樹脂可單獨使用1種，亦可將2種以上併用。又，該等之中，就於使透明片狀構件含有塑化劑之情形時對玻璃發揮優異之接著性之方面而言，尤佳為聚乙烯縮醛樹脂。
《聚乙烯縮醛樹脂》 聚乙烯縮醛樹脂只要為利用醛將聚乙烯醇加以縮醛化所獲得之聚乙烯縮醛樹脂，則並無特別限定，較佳為聚乙烯丁醛樹脂。 上述聚乙烯縮醛樹脂之縮醛化度之較佳下限為40莫耳%，較佳上限為85莫耳%，更佳下限為60莫耳%，更佳上限為75莫耳%。 上述聚乙烯縮醛樹脂之羥基量之較佳下限為15莫耳%，較佳上限為35莫耳%。藉由將羥基量設為15莫耳%以上，與第1透明片及第2透明片之接著性、尤其是第1透明片及第2透明片為無機玻璃之情形時之接著性容易變得良好，作為積層構造體之片狀構造體之耐貫通性等亦容易變得良好。又，藉由將羥基量設為35莫耳%以下，防止透明片變得過硬。上述羥基量之更佳下限為25莫耳%，更佳上限為33莫耳%。 於使用聚乙烯丁醛樹脂作為聚乙烯縮醛樹脂之情形時，亦就相同之觀點而言，羥基量之較佳下限為15莫耳%，較佳上限為35莫耳%，更佳下限為25莫耳%，更佳上限為33莫耳%。 再者，上述縮醛化度及上述羥基量例如可藉由依據JIS K6728「聚乙烯丁醛試驗方法」之方法進行測定。
聚乙烯縮醛樹脂可藉由將聚乙烯醇利用醛進行縮醛化而製備。聚乙烯醇通常係藉由將聚乙酸乙烯酯進行皂化而獲得，一般使用皂化度80~99.8莫耳%之聚乙烯醇。 聚乙烯縮醛樹脂之聚合度之較佳下限為500，較佳上限為4000。藉由將聚合度設為500以上，片狀構造體之耐貫通性變得良好。又，藉由將聚合度設為4000以下，容易進行片狀構造體之成形。聚合度之更佳下限為1000，更佳上限為3600。
上述醛並無特別限定，一般而言，可良好地使用碳數為1~10之醛。上述碳數為1~10之醛並無特別限定，例如可列舉正丁醛、異丁醛、正戊醛、2－乙基丁醛、正己醛、正辛醛、正壬醛、正癸醛、甲醛、乙醛、苯甲醛等。其中，較佳為正丁醛、正己醛、正戊醛，更佳為正丁醛。該等醛可單獨使用，亦可將2種以上併用。
《乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂》 作為透明片狀構件所使用之乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，可為非交聯型之乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，又，亦可為高溫交聯型之乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂。又，作為乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，亦可使用乙烯－乙酸乙烯酯共聚物皂化物、乙烯－乙酸乙烯酯之水解物等之類的乙烯－乙酸乙烯酯改質體樹脂。
關於乙烯－乙酸乙烯酯共聚物樹脂，依據JIS K6730「乙烯－乙酸乙烯酯樹脂試驗方法」所測得之乙酸乙烯酯含量較佳為10~50質量%，更佳為20~40質量%。藉由將乙酸乙烯酯含量設為該等下限值以上，透明片狀構件與第1透明片及第2透明片之接著性、及片狀構造體之耐貫通性容易變得良好。又，藉由將乙酸乙烯酯含量設為該等上限值以下，透明片狀構件之斷裂強度變高，片狀構造體之耐撞擊性變得良好。
《離子聚合物樹脂》 作為離子聚合物樹脂，並無特別限定，可使用各種各樣之離子聚合物樹脂。具體而言，可列舉乙烯系離子聚合物、苯乙烯系離子聚合物、全氟碳系離子聚合物、遙爪離子聚合物、聚胺酯離子聚合物等。該等之中，就片狀構造體之機械強度、耐久性、透明性等變得良好之方面、以及於第1透明片及第2透明片為玻璃之情形時之與該等之接著性優異之方面而言，較佳為乙烯系離子聚合物。
作為乙烯系離子聚合物，可良好地使用乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物，其原因在於透明性及強韌性優異。乙烯－不飽和羧酸共聚物為至少具有源自乙烯之結構單元及源自不飽和羧酸之結構單元之共聚物，亦可具有源自其他單體之結構單元。 作為不飽和羧酸，可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸等，較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸，尤佳為甲基丙烯酸。又，作為其他單體，可列舉丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、1－丁烯等。 作為乙烯－不飽和羧酸共聚物，若將該共聚物具有之所有結構單元設為100莫耳%，則較佳為具有源自乙烯之結構單元75~99莫耳%，較佳為具有源自不飽和羧酸之結構單元1~25莫耳%。 乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物係藉由將乙烯－不飽和羧酸共聚物具有之羧基之至少一部分利用金屬離子進行中和或交聯而獲得的離子聚合物樹脂，該羧基之中和度通常為1~90%，較佳為5~85%。
作為離子聚合物樹脂之離子源，可列舉鋰、鈉、鉀、銣、銫等鹼金屬，及鎂、鈣、鋅等多價金屬，較佳為鈉、鋅。
作為離子聚合物樹脂之製造方法，並無特別限定，可藉由習知公知之製造方法進行製造。例如於使用乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物作為離子聚合物樹脂之情形時，例如使乙烯與不飽和羧酸於高溫、高壓下進行自由基共聚而製造乙烯－不飽和羧酸共聚物。並且，可藉由使該乙烯－不飽和羧酸共聚物與含有上述離子源之金屬化合物反應而製造乙烯－不飽和羧酸共聚物之離子聚合物。
《聚胺酯樹脂》 作為聚胺酯樹脂，可列舉使異氰酸酯化合物與二醇化合物反應而獲得之聚胺酯、及使異氰酸酯化合物與二醇化合物以及聚胺等鏈長延長劑進行反應而獲得之聚胺酯等。又，聚胺酯樹脂亦可為含有硫原子者。於此情形時，可將上述二醇之一部分或全部設為選自多硫醇（polythiol）及含硫多元醇者。聚胺酯樹脂能夠使與有機玻璃之接著性良好。因此，於透明片之至少一片為有機玻璃之情形時可良好地使用。
《熱塑性彈性體》 作為熱塑性彈性體，可列舉苯乙烯系熱塑性彈性體、脂肪族聚烯烴。 作為苯乙烯系熱塑性彈性體，並無特別限定，可使用公知者。苯乙烯系熱塑性彈性體一般具有成為硬鏈段之苯乙烯單體聚合物嵌段、及成為軟鏈段之共軛二烯化合物聚合物嵌段或其氫化嵌段。作為苯乙烯系熱塑性彈性體之具體例，可列舉苯乙烯－異戊二烯二嵌段共聚物、苯乙烯－丁二烯二嵌段共聚物、苯乙烯－異戊二烯－苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯－丁二烯／異戊二烯－苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯三嵌段共聚物、以及其氫化物。 上述脂肪族聚烯烴可為飽和脂肪族聚烯烴，亦可為不飽和脂肪族聚烯烴。上述脂肪族聚烯烴可為以鏈狀烯烴為單體之聚烯烴，亦可為以環狀烯烴為單體之聚烯烴。就有效地提高中間膜之保存穩定性、及隔音性之觀點而言，上述脂肪族聚烯烴較佳為飽和脂肪族聚烯烴。 作為上述脂肪族聚烯烴之材料，可列舉乙烯、丙烯、1－丁烯、反式－2－丁烯、順式－2－丁烯、1－戊烯、反式－2－戊烯、順式－2－戊烯、1－己烯、反式－2－己烯、順式－2－己烯、反式－3－己烯、順式－3－己烯、1－庚烯、反式－2－庚烯、順式－2－庚烯、反式－3－庚烯、順式－3－庚烯、1－辛烯、反式－2－辛烯、順式－2－辛烯、反式－3－辛烯、順式－3－辛烯、反式－4－辛烯、順式－4－辛烯、1－壬烯、反式－2－壬烯、順式－2－壬烯、反式－3－壬烯、順式－3－壬烯、反式－4－壬烯、順式－4－壬烯、1－癸烯、反式－2－癸烯、順式－2－癸烯、反式－3－癸烯、順式－3－癸烯、反式－4－癸烯、順式－4－癸烯、反式－5－癸烯、順式－5－癸烯、4－甲基－1－戊烯、及乙烯基環己烷等。
《塑化劑》 透明片狀構件於含有熱塑性樹脂之情形時，可進而含有塑化劑。透明片狀構件藉由含有塑化劑而變柔軟，其結果，使作為積層構造體之片狀構造體變柔軟。進而，亦能夠發揮對玻璃板之較高之接著性。塑化劑若於使用聚乙烯縮醛樹脂作為熱塑性樹脂之情形時一併含有則尤其有效。
上述塑化劑例如可列舉：三乙二醇二－2－乙基丁酸酯、三乙二醇二－2－乙基己酸酯、三乙二醇二辛酸酯、三乙二醇二正辛酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二－2－乙基己酸酯、癸二酸二丁酯、壬二酸二辛酯、己二酸二丁基卡必醇酯、乙二醇二－2－乙基丁酸酯、1,3－丙二醇二－2－乙基丁酸酯、1,4－丁二醇二－2－乙基丁酸酯、1,2－丁二醇二－2－乙基丁酸酯、二乙二醇二－2－乙基丁酸酯、二乙二醇二－2－乙基己酸酯、二丙二醇二－2－乙基丁酸酯、三乙二醇二－2－乙基戊酸酯、四乙二醇二－2－乙基丁酸酯、二乙二醇二辛酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、三乙二醇二－2－乙基丁酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯環己酯、己二酸二異壬酯、己二酸庚酯壬酯、癸二酸二丁酯、油改質癸二酸醇酸、磷酸酯與己二酸酯之混合物、由己二酸酯、碳數4~9之烷基醇及碳數4~9之環狀醇所製作之混合型己二酸酯、己二酸己酯等碳數6~8之己二酸酯等。上述塑化劑之中，可尤佳地使用三乙二醇－二－2－乙基己酸酯（3GO）。
塑化劑之含量並無特別限定，相對於熱塑性樹脂100質量份，較佳下限為30質量份，較佳上限為70質量份。若將塑化劑之含量設為30質量份以上，則片狀構造體適度地變柔軟，操作性等變良好。又，若將塑化劑之含量設為70質量份以下，則可防止塑化劑自透明片狀構件分離。塑化劑之含量之更佳下限為35質量份，更佳上限為63質量份。 又，本發明之透明片狀構件於含有熱塑性樹脂之情形時，係主成分為熱塑性樹脂、或熱塑性樹脂及塑化劑者，熱塑性樹脂及塑化劑之合計量以透明片狀構件總量基準計通常為70質量%以上，較佳為80質量%以上，進而較佳為90質量%以上。
《其他添加劑》 於透明片狀構件中可視需要含有抗氧化劑、接著力調整劑、顏料、染料等添加劑。 抗氧化劑並無特別限定，例如可列舉：2,2－雙[[[3－(3,5－二第三丁基－4－羥基苯基)丙醯基]氧基]甲基]丙烷－1,3－二醇1,3－雙[3－(3,5－二第三丁基－4－羥基苯基)丙酸酯]、4,4'－硫雙(6－第三丁基－3－甲基苯酚)、4,4'－二甲基－6,6'－二(第三丁基)[2,2'－亞甲基雙(苯酚)]、2,6－二第三丁基對甲酚、4,4'－亞丁基雙－(6－第三丁基－3－甲基苯酚)等。
（第1透明片、第2透明片） 第1透明片及第2透明片只要為能夠用於窗戶者即可，作為具體例，可列舉無機玻璃或有機玻璃。作為無機玻璃，並無特別限定，可列舉透明玻璃、浮板玻璃（float plate glass）、研磨板玻璃、壓花玻璃、嵌網板玻璃、嵌線板玻璃、綠色玻璃等。 又，作為有機玻璃，並無特別限定，可列舉由聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、丙烯酸共聚物樹脂、聚酯等所構成之透明樹脂板。 第1透明片及第2透明片可由相互相同之材質構成，亦可由不同之材質構成。例如，可第1透明片為無機玻璃且第2透明片為有機玻璃。其中，較佳為第1透明片及第2透明片之兩者為無機玻璃、或兩者為有機玻璃。
第1透明片及第2透明片分別Tvis越高越佳，就實用上而言，為50%以上，較佳為60%以上。又，第1透明片及第2透明片各者之Tvis為100%以下即可，就實用上而言，為99%以下。第1透明片及第2透明片之可見光透射率Tvis可相互相同，亦可不同。又，第1透明片及第2透明片之厚度分別較佳為0.1~10 mm，更佳為0.3~7 mm。第1透明片及第2透明片之厚度可相互相同，亦可不同。 再者，波長轉換材料較佳為含有於透明片狀構件中，可含有於第1透明片或第2透明片之任一者、或兩者中。於此情形時，使波長轉換材料預先分散於第1透明片或第2透明片中即可。
片狀構造體具有上述積層構造體之情形時之製造方法並無特別限定，例如藉由如下方式進行製造即可：於第1透明片及第2透明片之間至少配置透明片狀構件，並將該等藉由進行壓接等而一體化。 再者，片狀構造體於為積層構造體之情形時，並不僅限定於上述層構成，亦可具有其他任何層構成。例如，可設置除第1透明片、透明片狀構件、第2透明片以外之層，於透明片狀構件與第1透明片等之接著性較低之情形時，可於其間設置接著層。又，就更有效率地將自波長轉換材料所發出之光引導至片狀構造體之側從而提高發電效率之觀點而言，例如可於第2透明片之一表面等設置金屬膜、熱線反射膜、紅外線反射膜等反射層。
又，片狀構造體可如上所述為1層單獨體。藉由將片狀構造體設為1層單獨體，能夠製成簡單之構造之片狀構造體。於片狀構造體為1層單獨體之情形時，可使用使上述無機玻璃、有機玻璃等中含有波長轉換材料而成者。又，波長轉換材料分散於無機玻璃、有機玻璃等中即可。 於片狀構造體為1層單獨體之情形時之波長轉換材料之含量以片狀構造體總量基準計較佳為0.005~2質量%，更佳為0.01~1質量%。
上述片狀構造體可用於下文所述之太陽電池系統。具體而言，可於片狀構造體之周邊部配置發電用電池，製成太陽電池系統。
＜太陽電池系統＞ 本發明之太陽電池系統具備片狀構造體及發電用電池。發電用電池配置於片狀構造體之周邊部之至少一部位。發電用電池以能夠接收於片狀構造體之內部被反射等且被引導至片狀構造體之側面之光的方式進行配置即可。 圖2表示具備片狀構造體20及發電用電池21之太陽電池系統22之一例。發電用電池21一般配置於片狀構造體20之側面20A之外側。此時，發電用電池21可如圖2所示以與片狀構造體20之側面20A接觸之方式進行配置，亦可以自片狀構造體20之側面20A分開並與側面20A對向之方式進行設置。但是，發電用電池21無需設置於側面之外側，設置於片狀構造體20之周邊部即可，例如可埋設於片狀構造體20。
又，發電用電池21可如圖2所示以能夠接收傳播至片狀構造體20內部之光的方式跨及片狀構造體20之厚度方向整體地進行配置，亦可以能夠接收傳播至片狀構造體20內部之光之方式配置於厚度方向之一部分。
[發電用電池] 發電用電池只要為將光轉換成電氣之電池，則無特別限定。其中，發電用電池較佳為以高效率將最大發光波長或其附近之光轉換成電氣者。 又，發電用電池較佳於500 nm以上之任一波長下發電效率成為最高，更佳為於780~1300 nm之任一波長下發電效率成為最高。若如此對近紅外區域之光發電效率高，則於最大發光波長處於近紅外區域之情形時，能夠提高發電效率。 作為發電電池之具體例，可列舉將單晶矽、多晶矽、非晶矽等矽系半導體用於光電轉換層之發電用電池，將以CuInSe系或Cu(In,Ga)Se系、Ag(In,Ga)Se系、CuInS系、Cu(In,Ga)S系、Ag(In,Ga)S系或該等之固溶體、CIS系、CIGS系、GaAs系、CdTe系等為代表之化合物系半導體用作光電轉換層之發電用電池，將有機色素等有機材料用於光電轉換層之有機系之發電用電池等。 作為發電電池，為了對近紅外區域之光提高發電效率，較佳為將矽系半導體、化合物半導體（CIS、CIGS）用於光電轉換層之發電用電池。
本發明之太陽電池系統係如上所述將構成太陽電池系統之片狀構造體之一面配置於被陽光入射之室外側使用者。本發明之太陽電池系統能夠用於各種領域，較佳為用於汽車、電氣列車、船舶等各種交通工具、大廈、公寓、獨戶住宅、劇場、體育館等各種建築物等之室外窗用。再者，所謂室外窗，本說明書中意指配置於被陽光入射之位置之窗戶。因此，室外窗通常為配置於建築物之外表面、交通工具之外表面者，雙層窗之內窗等若配置於陽光入射之位置，則亦包含於本說明書之室外窗。 又，太陽電池系統於汽車中用於後窗、側窗、天窗即可。 實施例
藉由實施例對本發明進一步詳細地進行說明，但本發明絲毫不受該等例所限定。 再者，本發明中之各物性之測定方法、評價方法如下。
[最大激發波長、最大發光波長] 最大激發波長係於藉由裝置堀場製作所之Fluorolog－3照射300~500 nm之激發光時，以最大發光波長之條件所檢測出之螢光強度成為最大之激發光之波長。最大發光波長係於照射最大激發波長之光時，以780~1400 nm之條件所檢測出之發光強度成為最大之波長。 [可見光透射率Tvis] 片狀構造體之380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis係依據JISR3212並利用測定機器紫外可見紅外分光光度計（日立全球先端科技公司製造，UH4150）進行測定，按照以下基準進行評價。 A：60%以上 B：未達60% [紫外線透射率Tuv] 片狀構造體之300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv係依據JISR3212並利用測定機器紫外可見紅外分光光度計（日立全球先端科技公司製造，UH4150）進行測定。 [Tvis－Tuv] 求出所獲得之可見光透射率Tvis與紫外線透射率Tuv之差（Tvis－Tuv），並按照以下基準進行評價。 A：50%以上 B：未達50% [端部光量] 向片狀構造體之表面於垂直方向（厚度方向）入射模擬陽光，對自透明片之側面出射之光之光量進行測定，將100×光量／入射能量作為端部光量（%）。作為模擬陽光之光源，使用朝日分光股份有限公司製造之Solar Simulator HAL－C100，光量之測定係使用朝日分光公司製造之光量檢驗器。 端部光量（%）係按照以下基準進行評價。 A：1.5%以上 B：未達1.5% [波長轉換材料之平均粒徑] 波長轉換材料之平均粒徑係藉由堀場製作所公司製造之nano Partica SZ－100進行測定。
各實施例、比較例之透明片所使用之各化合物、材料如下。 ＜聚乙烯丁醛樹脂＞縮醛化度1莫耳%，羥基量30.5莫耳%，聚合度1700 ＜塑化劑＞三乙二醇二－2－乙基己酸酯（3GO） ＜抗氧化劑＞2,6－二第三丁基對甲酚（BHT） ＜波長轉換材料＞BaSnO3 BaSnO3 係獲得以下平均粒徑不同之7種BaSnO3 。 BaSnO3 （1）：平均粒徑50 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm BaSnO3 （2）：平均粒徑100 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm BaSnO3 （3）：平均粒徑10 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm BaSnO3 （4）：平均粒徑400 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm BaSnO3 （5）：平均粒徑2000 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm BaSnO3 （6）：平均粒徑450 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm BaSnO3 （7）：平均粒徑8 nm，最大激發波長370 nm，最大發光波長840 nm 平均粒徑係變更燒成溫度、燒成時間進行控制。具體而言，藉由提高燒成溫度、或延長燒成時間而使BaSnO3 之平均粒徑變大，藉由降低燒成溫度、或縮短燒成時間而使BaSnO3 之平均粒徑變小。 ＜波長轉換材料＞Y2 SiO5 ：Ce,Yb：平均粒徑50 nm，最大激發波長360 nm，最大發光波長1020 nm ＜波長轉換材料＞Y2 SiO5 ：Pr,Yb：平均粒徑50 nm，最大激發波長400 nm，最大發光波長1020 nm ＜波長轉換材料＞2,5－二羥基對苯二甲酸二乙酯 Aldrich公司製造 平均粒徑50 nm，最大激發波長390 nm，發光波長420 nm ＜第1透明片＞聚碳酸酯板（PC板） ＜第1透明片＞玻璃板 ＜第2透明片＞聚碳酸酯板（PC板） ＜第2透明片＞玻璃板
[實施例1] （1）透明片狀構件之製作 相對於聚乙烯丁醛樹脂100質量份加入塑化劑40質量份、抗氧化劑0.2質量份、作為波長轉換材料之BaSnO3 （1）0.05質量份並進行混合。將混合物藉由雙軸異向擠出機進行擠出成形，製作膜厚760 μm之透明片狀構件。 （2）片狀構造體（構造積層體）之製作 將所獲得之透明片狀構件切斷成縱300 mm×橫300 mm。使用聚碳酸酯板（厚度5 mm×300 mm×300 mm）作為第1透明片及第2透明片，並將上述透明片狀構件夾入至該等2片聚碳酸酯板之間進行暫時壓接。將該經暫時壓接者於高壓釜中以150℃、壓力1.2 Mpa之條件壓接30分鐘，獲得片狀構造體。 將所獲得之片狀構造體之評價結果示於表1。
[實施例2~9、比較例1~4] 將所使用之波長轉換材料之種類及量如表1~3般進行變更，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得透明片狀構件。繼而，將第1透明片及第2透明片如表1~3般進行變更，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得片狀構造體。 將所獲得之片狀構造體之評價結果示於表1~3。
[表1]
[表2]
[表3]
含有具有本發明所規定之特定平均粒徑及最大發光波長之波長轉換材料的片狀構造體於照射模擬陽光之情形時，端部光量變多，且可見光透射率Tvis較高，透明性亦優異（實施例1~9）。另一方面，於使用含有平均粒徑或發光波長為本發明之範圍外之波長轉換材料之片狀構造體之情形時，可見光透射率Tvis較低、或端部光量較少（比較例1~4）。 根據以上結果，可知：至少由含有特定之波長轉換材料之片狀構造體及發電用電池所構成的本發明之太陽電池系統使照射至透明片之陽光有效率地到達發電用電池，發電效率優異。
10‧‧‧透明片狀構件
11‧‧‧第1透明片
12‧‧‧第2透明片
20‧‧‧積層構造體
20A‧‧‧側面
21‧‧‧發電用電池
22‧‧‧太陽電池系統
圖1係表示本發明之一實施形態之片狀構造體的示意性剖視圖。 圖2係表示本發明之一實施形態之太陽電池系統的示意性剖視圖。

Claims (10)

  1. 一種太陽電池系統，藉由吸收陽光而發電， 該太陽電池系統具備含有波長轉換材料之片狀構造體與配置於該片狀構造體之周邊部的發電用電池， 該波長轉換材料之平均粒徑為10~400 nm，最大發光波長為500 nm以上。
  2. 如請求項1所述之太陽電池系統，其中，該片狀構造體之380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis與300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv的差（Tvis－Tuv）為50%以上。
  3. 如請求項1或2所述之太陽電池系統，其中，該片狀構造體之可見光透射率Tvis為60%以上。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之太陽電池系統，其中，該波長轉換材料之最大發光波長為780 nm以上。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之太陽電池系統，其中，該波長轉換材料之最大激發波長為400 nm以下。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之太陽電池系統，其中，該波長轉換材料之平均粒徑為10~200 nm。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之太陽電池系統，其中，該片狀構造體為積層構造體，該積層構造體具備含有波長轉換材料之透明片狀構件與設置於該透明片狀構件之兩面的第1與第2透明片。
  8. 如請求項7所述之太陽電池系統，其中，該透明片狀構件含有樹脂，於該樹脂中分散有該波長轉換材料。
  9. 一種片狀構造體，用於太陽電池系統， 該片狀構造體含有波長轉換材料， 該波長轉換材料之平均粒徑為10~400 nm，最大發光波長為500 nm以上。
  10. 如請求項9所述之片狀構造體，其中，380 nm以上且未達780 nm之可見光透射率Tvis與300 nm以上且未達380 nm之紫外線透射率Tuv的差（Tvis－Tuv）為50%以上。
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