JPH02308086A - 太陽電池付きブラインド - Google Patents

太陽電池付きブラインド

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JPH02308086A
JPH02308086A JP1126703A JP12670389A JPH02308086A JP H02308086 A JPH02308086 A JP H02308086A JP 1126703 A JP1126703 A JP 1126703A JP 12670389 A JP12670389 A JP 12670389A JP H02308086 A JPH02308086 A JP H02308086A
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JP
Japan
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solar cell
blind
solar
light
light shielding
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Pending
Application number
JP1126703A
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English (en)
Inventor
Meiji Takabayashi
明治 高林
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH02308086A publication Critical patent/JPH02308086A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Blinds (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、太陽電池を備えた窓遮光用のブラインドに関
する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題]従来、
太陽電池による発電システムは、無公害、無騒音である
ことなどから、様々な分野への応用が考案されている。
例えば時計、電卓などの電気製品から、無人電波中継器
、家屋の屋根の発電システム等様々である。
一方、例えば一般住宅、事務所などの窓に設置されてい
るブラインドに太陽電池を取り付け、遮光板に遮られて
いた太陽光を有効に利用することが考案されている(特
開昭58−54193)。
第4図には、従来考案されている太陽電池付きブライン
ドの一例の断面略図を示す。同図に於て、太陽電池セル
2を有する遮光板lは、天板9から吊された吊り紐3、
中心紐5及び横組4によって支λられる。又、下部には
ブラインドの安定性を良くするための底板8が取り付け
られている。ブラインドに入射した太陽光7は、遮光板
l上の太陽電池セル2によって電力に変換され、各太陽
電池セル2で発生した電力は電線6によって集められ、
電力を必要とする機器あるいは蓄電池に送電される。こ
れに依って、従来、単に遮光していた太陽エネルギーを
有効に利用することが出来た。
ところで、このような従来の太陽電池付きブラインドに
おいては、太陽電池の波長感度が太陽電池材料に依って
決定される波長範囲に限られるため、発電に寄与できな
い波長の光は反射光等の無駄になってしまうという問題
がある。例えば、ブラインドの遮光板のような可撓性基
板に設置可能なアモルファスシリコン太陽電池では、利
用可能な光エネルギーの波長は、およそ0.3乃至0.
7ミクロンに限られてしまうため、これより長い0.7
ミクロン以上の波長の太陽光は発電に利用できない。ま
た、InxOs/CdTe薄膜太陽電池では、利用可能
な光エネルギーの波長は、およそ0.4乃至0.8ミク
ロンの波長に限られる。この様な発電可能な光の波長が
限られてしまうという問題を解決するために、アモルフ
ァスシリコンにおいては、バンドギャップの異なるa−
3iC,a−3i、 a−3iGe等の積層構造とする
ことも試みられているが、技術的に難しく、光電変換効
率も思うように向上していなかった。
上述した様に、従来の太陽電池付きブラインドでは、一
部の波長の光しか、利用されておらず、太陽光の利用効
率が低いという問題点があった。
[発明の目的] 本発明の目的は、上述のごとき従来の太陽電池付きブラ
インドにおける諸問題を克服して、太陽光エネルギーを
有効に利用し得る安価な太陽電池付きブラインドを提供
することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、従来の太陽電池付きブラインドにおける前述
の諸問題を克服し、上述の本発明の目的を達成するため
、 複数の遮光板と、該遮光板の全部または一部の板の、表
裏両面に設けられた表面太陽電池及び裏面太陽電池を有
し、該表面太陽電池が直接太陽光を受光し、更に該裏面
太陽電池が該表面太陽電池からの反射光を受光すること
を特徴とする太陽電池付きブラインドを提供するもので
ある。
また、上記表面太陽電池及び裏面太陽電池が、互いに異
なる波長感度を有することを特徴とする請求項lに記載
の太陽電池付きブラインドにより、 また、前記裏面太陽電池は前記表面太陽電池より、長波
長側に感度を有することを特徴とする、太陽電池付きブ
ラインドにより、 また、上記表面太陽電池がアモルファスシリコン太陽電
池であり、上記裏面太陽電池がアモルファスシリコン・
ゲルマニウム太陽電池であることを特徴とする、太陽電
池付きブラインドにより。
また、上記表面太陽電池がアモルファスシリコン・カー
ボン太陽電池であり、上記裏面太陽電池がアモルファス
シリコン太陽電池であることを特徴とする、太陽電池付
きブラインドにより、前記課題を解決しようとするもの
である。
〔作用] 太陽電池セルにおいて、エネルギー変換に利用できない
波長の光の内、特に長波長の光は、そのほとんどが反射
光または透過光となっている。ここで該太陽電池セルの
裏面電極、または基体が金属等の反射面を有する場合に
は反射光、更に裏面電極及び基体が透明体の場合には透
過光となる。
本発明は、太陽光が直接入射する遮光板の一方の面に表
面太陽電池セルを設置し、更に第二の太陽電池として、
該遮光板のもう一方の面に裏面太陽電池を設置すること
によって、太陽電池セルの裏面電極または基体が金属等
の反射面を有する場合には、該太陽電池セルに吸収され
ず忙反射される長波長の光は、該太陽電池セルとは異な
る材料から形成され、且つ該太陽電池セルより長波長側
に感度を有する上記第二の太陽電池セルにより、有効に
利用することができる。
即ち、本発明により提供される太陽電池付きブラインド
は、遮光板に直接入射した太陽光を、電力に変換する該
遮光板表面に設けられた表面太陽電池セルと、該表面太
陽電池セルより反射した反射光を、電力に変換する該遮
光板裏面に設けられた裏面太陽電池セルとを有し、該表
面太陽電池セルによって吸収できなかった光を、該遮光
板の上部にある別の遮光板裏面に設けられた裏面太陽電
池セルへ反射させて、光エネルギーの変換効率を高める
ことを骨子とするものである。
なお、本発明により提供される上記ブラインドにおいで
は、その両面に表面太陽電池セル及び裏面太陽電池セル
を有する遮光板としては、可撓性の金属、高分子樹脂等
薄膜太陽電池が形成可能な基板、あるいは薄膜太陽電池
を支持可能な物であれば良い。
又、上記遮光板上に形成、または保持される太陽電池セ
ルは、薄膜状のものであればいずれのものでもよいが、
具体的には、例えばa−Si太陽電池、a−SiC太陽
電池、a−SiGe太陽電池、又はそれらを積層したス
タック型太陽電池、あるいはCdTe等のカルコゲン系
の太陽電池等を挙げることが出来る。
又、上記表面太陽電池セルからの反射光を、上記裏面太
陽電池セルにより受光するためには、該表面太陽電池セ
ルの裏面電極は、反射率の比較的高い金属等でる必要が
あり、具体的には、例えばアルミニウム、銀、クロム等
を挙げることが出来る。
更に、該表面太陽電池セルからの反射光が、該裏面太陽
電池セルに入射するためには、上記遮光板の角度が調節
できる様構を有するものである必要がある。
[実施例〕 (実施例1) 以下本発明の実施例を、図面を用いて、更に詳しく説明
するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではな
い。
第1図は、本発明の太陽電池付ブラインドの一実施例の
断面略図である。
図中、前述の従来の太陽電池付ブラインド(第4図に図
示)と同一機能の構成部分については、第4図における
と同様の番号を付した。
図中、lは太陽光をカットす□る遮光板、10及び11
は、それぞれ該遮光板lの両面に設置された表面太陽電
池セル及び裏面太陽電池セル、4は該遮光板lを支える
横組、3及び5は、該遮光板上を複数個つなげるための
吊り紐及び中心紐、9はブラインドを建築物などに固定
するための天板、8はブラインドを安定に設置するため
の底板、7はブラインドに入射する太陽光である。
第2図には、第1図における遮光板部分をより詳しく説
明するための断面略図を示す。
図中、第1図に示した太陽電池付ブラインドと同一機能
の構成部分については、第1図におけると同様の記号に
て示した。
第2図において、lは太陽光をカットする0、 1mm
厚のステンレス鋼からなる遮光板、該遮光板lの上下両
面には表面太陽電池セル10(12〜16)及び裏面太
陽電池セル11(17〜21)が形成されている。該表
面太陽電池セルlOは半導体部分がa−3iからなり、
12はn型半導体、13はi型半導体、14はn型半導
体、15は透明電極、16は上部金属電極である。また
、裏面太陽電池セル11は半導体部分がa−3iGeか
らなり、17はn型半導体、18はi型半導体、19は
n型半導体、20は透明電極、21は上部金属電極であ
る。
上記第1図及び第2図に示した太陽電池付きブラインド
に於いては、太陽光7は、まず遮光板lに設けられた表
面太陽電池セル10に入射し、該太陽光の内、該表面太
陽電池セル10によって吸収しきれなかった、特に長波
長の光は反射する。
該反射光は該遮光板lの上部にある別の遮光板に設けら
れた裏面太陽電池11に入射する。該裏面太陽電池セル
11の半導体部a−SiGeのバンドギャップは、該表
面太陽電池セル10の半導体部a−3iのバンドギャッ
プより小さいため、該表面太陽電池セルに於いて吸収さ
れなかった光も、該裏面太陽電池に於いては効率よ(吸
収される。このため、ブラインドに入射した太陽光を有
効に利用することが出来る。
なお、前記ブラインドの例では、表面太陽電池セル及び
裏面太陽電池セルの具体例としてa−3i太陽電池及び
a−3iGe太陽電池を用いたが、本発明は、これに限
定されるものではな(、例えばa−SiC太陽電池、C
dTe等のカルコゲン系薄膜太陽電池等の組合せであっ
てもよい。
以下に、前述の実施例1の本発明の太陽電池付きブライ
ンドを実際に操作し、使用した例について更に説明する
が、本発明はこれにより何ら限定されるもので、はない
第1図及び第2図に示された太陽電池付きブラインドを
事務所の窓に設置して、発電させた。
上記事務所には3mX2mの窓が7箇所設置されている
。これら全ての窓に第1図及び第2図に示された、本発
明による太陽電池付きブラインドを設置した。夏期の晴
天時に於ける発電力を記録したところ、最大3kWの出
力が得られた。これに対して、比較のため、表面太陽電
池セルのみで得られる出力も記録したところ、最大で2
kWであった。
(実施例2) 本例に於いては、上述の実施例1に示した太陽電池付き
ブラインドにより得られた電力を蓄電池に蓄え、上記事
務所の夜間の照明に用いた。
第3図は本例に於ける回路略図を示す、同図に於いて、
22はブラインドに設置されている複数の太陽電池セル
からなる太陽電池、28は該太陽電池22の電力を蓄え
る蓄電池、23は該太陽電池22の出力電圧が下がった
場合に蓄電池28から電流が太陽電池側へ逆流するのを
防ぐための逆流防止ダイオード、24は太陽電池22か
ら蓄電池28へ充電するための充電用スイッチ、・25
は照明を開始するための照明用スイッチ、26は蓄電池
28の出力である直流電流を商用電源と同じ交流100
 V (501(z)に変換するDC−ACコンバータ
、27は前述の事務所を照明するための照明器具である
実施例1に示した本発明による太陽電池付きブラインド
を、上記のような回路で接続し、夏期の晴天時に於ける
動作を上述のごとく確認した。
まず昼間は、充電用スイッチ24を閉、照明用スイッチ
25を開として、太陽光をブラインドに設置された太陽
電池22に当て、蓄電池28の充電を行なった。この時
、昼間の全天日射量は1平方メートル当り、およそIO
MJ(メガジュール)であり、ブラインド全面積に於い
ては、およそ300MJ (メガジュール)の太陽光が
入射された。このうち約10%が太陽電池22により電
力に変換され、蓄電池28に蓄えられた。更に夜間に於
いては、充電用スイッチ24は開、照明用スイッチ25
は閉として、照明を行なった。照明器具27としてio
ow蛍光灯を10個設置したところ、5時間以上の照明
が出来た。
(実施例3) 本例に於いては、実施例1に示した本発明による太陽電
池付きブラインドのほかの形態に於ける使用例について
述べる。
ここでは第1図に図示した表面太陽電池・10としてa
−Si太陽電池を、また裏面太陽電池11としてIna
Os/CdTe薄膜太陽電池を設置した。この様な太陽
電池付きブラインドを実施例1と同様の事務所の窓に設
置して、発電させた。
夏期の晴天時に於ける発電力を記録したところ、最大2
.5kWの出力が得られた。これに対し、比較のため表
面太陽電池セルのみで得られる出力も記録したところ、
最大2Hであった。
〔発明の効果J 本発明の太陽電池付きブラインドによると、ブラインド
に入射する太陽光を、まず表面太陽電池セルにより光電
変換し、更に該表面太陽電池セルによって吸収できなか
った長波長の反射光を、裏面太陽電池セルにより吸収し
て、光電変換せしめることにより、入射する太陽光エネ
ルギーを有効に利用でき、ブラインドの面積あたりの変
換効率を高めることが出来る。
更に本発明の太陽電池付きブラインドとして、ブライン
ドの遮光板の両面に、単層の太陽電池セルを形成するも
のとすれば、積層型太陽電池のような高度な技術を必要
とせず、安価に形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の太陽電池付ブラインドの一実施例の
断面略図である。 第2図は、第1図の太陽電池付ブラインドにおける遮光
板部分を、より詳しく説明するための図である。 第3図は、本発明の第二の実施例に於ける回路略図であ
る。 第4図は、従来の太陽電池付きブラインドの断面略図で
ある。 図に於て、 l・・・遮光板、2・・・太陽電池セル、3・・・吊り
紐、4・・・横組、5・・・中心紐、6・・・電線、7
・・・太陽光、8・・・底板、9・・・天板、lO・・
・表面太陽電池セル、11・・・裏面太陽電池セル、1
2.17・・・n型半導体、13.18・・・i型半導
体、14.19・・・n型半導体、15.20・・・透
明電極、16.21・・・上部電極、22・・・太陽電
池、23・・・逆流防止ダイオード、24・・・充電用
スイッチ、25・・・照明用スイッチ、26・・・DC
−ACコンバータ、27・・・照明器具、28・・・蓄
電池。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の遮光板と、該遮光板の全部または一部の板
    の、表裏両面に設けられた表面太陽電池及び裏面太陽電
    池を有し、該表面太陽電池が直接太陽光を受光し、更に
    該裏面太陽電池が該表面太陽電池からの反射光を受光す
    ることを特徴とする太陽電池付きブラインド。
  2. (2)上記表面太陽電池及び裏面太陽電池が、互いに異
    なる波長感度を有することを特徴とする、請求項1に記
    載の太陽電池付きブラインド。
  3. (3)前記裏面太陽電池は前記表面太陽電池より、長波
    長側に感度を有することを特徴とする、請求項1に記載
    の太陽電池付きブラインド。
  4. (4)上記表面太陽電池がアモルファスシリコン太陽電
    池であり、上記裏面太陽電池がアモルファスシリコン・
    ゲルマニウム太陽電池であることを特徴とする、請求項
    1に記載の太陽電池付きブラインド。
  5. (5)上記表面太陽電池がアモルファスシリコン・カー
    ボン太陽電池であり、上記裏面太陽電池がアモルファス
    シリコン太陽電池であることを特徴とする、請求項1に
    記載の太陽電池付きブラインド。
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