JPH02224375A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバ導入光で駆動される新規な太陽
電池モジュールに関する。

（従来の技術） 最近、電子回路の低消費電力化と太陽電池の低価格化と
が進み、光のエネルギーで電子回路を駆動することが卓
上計算機等の分野において広〈実施されている。

しかし、一般の電子機器の分野においては、大陽光や他
の照明光を直接に確保することが困難な場合や、太陽位
置に拘らず連続動作を行う必要等の為に、光ファイバを
用いて駆動に必要なエネルギーを必要な場所まで電送す
ることが考えられてきた。

この場合、電子回路を駆動するために最低必要な電圧を
確保するために、一般に太陽電池は複数個以上を直列に
接続し、それに対し光ファイバで電送された光を照射す
る必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、光ファイバからの出射光はそのファーフ
ィールドパターンにおいて−様ではなく中心部がエネル
ギー密度の大きい分布を有しているために、通常のレン
ズ等で光ファイバから出射される光束を拡げたりしても
−様な強度の光を得ることはできない。

したがって、複数の太陽電池に均一な電力を発生させる
ことが困難であり、太陽電池が直列に接続されている場
合、受光エネルギーが他に比べ小さい太陽電池が全体の
出力エネルギーを太き（束縛し、エネルギー変換効率を
低下させるという問題点があった。

この発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、エネルギー変換効率の良好な
太陽電池モジュールを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、互いに直列
接続された複数の太陽電池を内蔵するとともに、それら
の太陽電池に対して光ファイバ接続口から入射された光
を照射することにより電気エネルギーを取り出すように
した太陽電池モジュールにおいて、前記光ファイバ接続
口から入射される光束をリング状乃至回転対称に展開す
る光学系を設けるとともに、該展開された光束の照射位
置に対応して、前記複数の太陽電池をリング状乃至回転
対称に配列すること、を特徴とするものである。

（作用） このような構成によれば、光ファイバから出射した光を
複数の太陽電池に対して均等に照射することができ、こ
れによりエネルギー変換効率の良好な太陽電池モジュー
ルを製作できる。

（実施例） 第１図は、本発明に係わる太陽電池モジュルの一実施例
を示す断面図である。

同図に示されるように、この太陽電池モジュールは一端
が開口された四角筒状ケース１とこのケース１の開口部
を塞ぐ光コネクタリセプタクル２とを備えた密閉構造体
となっており、光コネクタリセクタブル２には光コネク
タ３を介して光ファイバ４が接続可能になされている。

ケース１の内部には、半球ロッドレンズ５がその半球部
を光ファイバ接続口６へ向けて取付けられている。

半球ロッドレンズ５を取巻くケース１の四方内面には、
４枚の太陽電池７が取付けられている。

これらの太陽電池７は互いに直列接続されている。

太陽電池７としては、第２図（ａ）に示されるように、
個々に独立した太陽電池板７ａを用いたり、或は第２図
（ｂ）に示されるようにアモルファスシリコン等のフィ
ルム状太陽電ｉ１１！７ｂを用いることができる。

半球ロッドレンズ５の底部には、これを円錐状に削り取
ることによって円錐型凹部８が形成され、その表面は鏡
面に仕上げられている。

ここで、半球ロッドレンズ５の球面部の半影をＲ，レン
ズの屈折率をｎとすれば、球面レンズ部の前焦点距離Ω
は であり、この距離ｇの位置にほぼ光ファイバ接続口６（
入射面）が位置するように設定されている。

従って、光ファイバ接続口６から入射した光は、半球ロ
ッドレンズ５の半球レンズ部の作用で互いに平行な光束
となって半球ウッドレンズ５内を進むこととなる。

一方、円錐型凹部８の頂角は丁度上述の平行光線が全反
射するような角度に設定されている。

すなわち、屈折率１．５のガラスの全反射角は４１．８
’であり、例えば円錐の頂角が９０°てあれば、上述し
た平行光は入射角４５°て全反射し、その結果反射光は
ケース１の内面へ向けてリング状に展開される。

以上の構成によれば、光ファイバ接続口６から入射され
た光束は、半球ロッドレンズ５の内部を平行な光束とな
って進んだのち、円錐型凹部８の界面において全反射さ
れ、ケース１の内面へ向けてリング状へ展開される。

そして、展開された光束の照射位置には、太陽電池７が
取付けられているため、これらの太陽電池には均等な光
照射が行われ、個々の起電力が均一となることにより、
良好なエネルギー変換効率を得ることができる。

次に、第３図は本発明に係わる太陽電池モジュールの他
の実施例を示すもので、この実施例では光ファイバ接続
口６から入射された光束を、円錐ミラー９でリング状に
展開するとともに、その展開された光束の照射位置に対
応して複数の太陽電池７をリング状に配列したものであ
る。

この実施例によれば、レンズの場合と異なり、光の減衰
を生じないという利点がある。

第４図は本発明に係わる太陽電池モジュールの他の実施
例を示すもので、この例では、光ファイバ接続口６から
入射され光束を、円錐型凹面レンズ１０でリング状に展
開するとともに、その展開２された光束の照射位置に対
応して、第５図に示されるように、それぞれ扇形を有す
る４枚の太陽電池７を全体としてリング状になるように
配列したものである。

この実施例によれば、リング状に展開された光束を各太
陽電池７の上に無駄なく照射し、光のエネルギーを効率
よく取出すことができる。

第６図は、本発明に係わる太陽電池モジュールの更に他
の実施例を示すもので、この実施例にあっては光ファイ
バ接続口６から入射された光束１１を四角錐ミラー１２
によって四方に展開するととにもに、その展開された光
束の照射位置に対応して、４枚の太陽電池７を回転対称
に配列しものである。

この実施例によっても、光束１１のエネルギーを効率良
く電気エネルギーに変換させることができる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、光フ
ァイバ接続口から入射した光を複数の太陽電池に対して
均等に照射することができ、これによりエネルギー変換
効率の良好な太陽電池モジュールを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる太陽電池モジュールの一実施例
を示す断面図、第２図は太陽電池の配置及び構造を示す
説明図、第３図は本発明に係る太陽電池モジュールの他
の実施例を示す模式的断面図、第４図は本発明に係わる
太陽電池モジュールの他の実施例を示す模式的断面図、
第５図は第４図に態様した太陽電池の配列を示す説明図
、第６図は本発明に係わる太陽電池モジュールの他の実
施例を示す模式的断面図である。 ５・・・半球ロッドレンズ ６・・・光ファイバ接続口 ア・・・太陽電池 ８・・・円錐形四部 ９・・・円錐ミラー １０・・・円錐形凹面レンズ １１・・・光束 １２・・・四角錐ミラー 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに直列接続された複数の太陽電池を内蔵するととも
   に、それらの太陽電池に対して光ファイバ接続口から入
   射された光を照射することにより電気エネルギーを取り
   出すようにした太陽電池モジュールにおいて、 前記光ファイバ接続口から入射される光束をリング状乃
   至回転対称に展開する光学系を設けるとともに、該展開
   された光束の照射位置に対応して一前記複数の太陽電池
   をリング状乃至回転対称に配列すること、を特徴とする
   太陽電池モジュール。