(54)【考案の名称】太陽電池モジュール

(51)【国際特許分類】

H01L 31/042

(73)【実用新案権者】【実用新案権者】

(72)【考案者】【考案者】

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【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、太陽電池に関するものであり、特にアクセサリー性をより強調した美観に富む球状もしくは楕円状の太陽電池に関するものである。

【従来の技術】

【0002】
従来より、自然エネルギーを化石エネルギーの代替として利用するために、風力、太陽、地熱、波浪等を利用する多くの試みがなされて来た。特に近年の地球温暖化に対する危惧が広く知られるにあたり、次第に自然エネルギーへの期待が大きくなってきている。しかしながら、自然から得られるエネルギーは一般にエネルギーの密度が低く、石油等と同等のエネルギーを得るためには大きな設備や面積が必要になり、高額の初期コストが必要になるため、化石エネルギー代替と呼ぶにふさわしいエネルギー源はまだ現れていないのが現状である。
【0003】
太陽電池は、多くの研究費用が投入され、各所で研究が継続的に行われているため、今後数10年の内には非常に効率の高いものが現れ、人類の主要なエネルギー源となるのではないかと期待されているが、現在の所、エネルギーコストとしては他のエネルギーと比較して最も高いというのが現状である
【0004】
従来、シリコン系の太陽電池は単結晶、多結晶、アモルファスの全ての材料の状態で用いられてきた。現在商用として用いられている材料は、時計等屋内用で低コストを要求される場合にはアモルファスシリコンが用いられ、補助エネルギー源として、家屋の屋根等に取り付けて屋外で用いる場合には、多くは多結晶シリコンが使われている。
【0005】
単結晶シリコンは、多結晶シリコンやアモルファスシリコンに比べると、太陽光の変換効率が高いが、現在の所ウエハーベースでしか供給されないことから、設置面積やコスト的な観点から、補助エネルギーとしては主流にはなっていない。
【0006】
しかしながら、近年単結晶シリコンの融液を、真空又はガスを入れたチューブ内をゆっくり落下させながら冷却し、半導体融液の表面張力の作用で球状体に凝固させて結晶化させ、球状に形成した太陽電池を形成するという提案がなされた。(特許文献1)
【0007】
この球状の太陽電池は単結晶であることから、効率が高く、従来の様に平板状ではないため、ただ屋根等に貼り付けて設置するだけでなく、新しい発想に基づく配置が可能であり、現在までにその配置等に関し、特許文献2、特許文献3、特許文献4のごとき様々な方法が提案されてきている。
【0008】
特許文献2では蜂の巣状に形成した複数の多角形の中央に球状の太陽電池を配置し、上面にポリカーボネート等の投光性保護シートを配置して固定し、面状に太陽光を集光する方法を提案している。また特許文献3では、複数の列状に配列した球形の太陽電池を光透過性のポリカーボネイト等の合成樹脂製のチューブに埋設状に収容する方法が提案されている。また特許文献4においては半球状の樹脂製の集光部材の内部に球形の太陽電池を複数個配置する方法が提案されている。
【0009】
しかしながら、この様な構造は、球状の太陽電池を保護し、集光するために樹脂を用いており、美的および宝飾性価値は著しく低いと言わざるを得ない。
【0010】
また、現在までに考えられているこれら球状の太陽電池の配置構成は、主として従来の平板形状の太陽電池の市場と同じ補助エネルギー源を狙ったものであり、大量の太陽光を如何に集光するかと言う点に重きが置かれ、アクセサリー性や装飾性が欠如していると思われる。
【0011】
ところで、近年の電子器機は省電力が目標とされ、多くの機能が数mW程度で十分作動する様になってきた。しかしながら、それらの電子器機を稼働させるために、大量の乾電池やボタン電池が用いられ、これらの電池の製造時および廃棄時に大きなエネルギーを必要とし、地球環境を劣化させるという問題がある。これらの電子器機を長期間に渡って、太陽電池によって生み出されたエネルギーでまかなうことができれば、電池製造と廃棄に伴う膨大なエネルギーを削減できる。
【0012】
太陽電池が従来の様に、単なる電子器機に付随するエネルギー源としての用途でしかないなら、長期間使えるという利点はあるが、その他は電池と同程度の付加価値しかないことになる。しかしながら、もし太陽電池に美観的要素を加え、アクセサリー性や宝飾性が付与され、エネルギー創成と一体化することができれば、エネルギー源としての価値に宝飾性としての価値が加わり、従来とは異なった応用展開が可能になると考えられる。

【効果】

【0016】
本考案の太陽電池モジュールは、略球状もしくは楕円体状の光透過性無機材料の中心もしくは焦点位置に球状の太陽電池を設置し、樹脂で封じこんで構成した為に、球状の太陽電池への水分等の浸入が押さえられる。また、クオーツの寿命も長いことから、劣悪環境でも耐えうる寿命の長い太陽電池を実現できるという効果がある。また特にクオーツの場合は赤外から紫外まで高い光の透過性を示す為、高い効率で光を集めることができる。また球状もしくは楕円体の透明体表面に入射した光は、その中心もしくは焦点に集光するため、小さい直径の太陽電池を用いたとしても、見かけ上広い面積から光が集まり、光の集光量が大きく向上する。
【0017】
また特にクオーツ等無機質は耐光性に優れているため、長期間紫外線に晒されても、白濁することがなく、時間積分的な延べ効率を著しく高めることができる。また、特にクオーツは透明性があり、美観に優れている為、太陽電池の本来の目的である効率の高いエネルギーの創生に加えて、アクセサリー性や宝飾性という効果も得ることができる。
【0018】
この様に、本考案によって、効率と寿命の良好なアクセサリー性や宝飾性美観の高い太陽電池モジュールを得ることができるという効果を奏するのである。

(57)【要約】

【課題】球状の太陽電池の寿命を高め、且つ集光率を高めると共に、寿命に基づく総合的な効率を高めることを目的としている。また、太陽電池の本来の目的である効率の高いエネルギーの創生に加えて、太陽電池に美観を与えることによって、アクセサリー性や宝飾性を付与することをも目的としている。【解決手段】球状の石英もしくは水晶102の内部に球状の太陽電池101を封じ込んで、太陽電池101の電極線103を側面から引きだして構成し、電極線103表面を白金等の金属でコーティングを施すと共に、太陽電池101を挿入した穴113を樹脂112,108によって封止することを手段としている。


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