JPH04280482A - 太陽光を利用した冷却素子 - Google Patents
太陽光を利用した冷却素子Info
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- JPH04280482A JPH04280482A JP3043186A JP4318691A JPH04280482A JP H04280482 A JPH04280482 A JP H04280482A JP 3043186 A JP3043186 A JP 3043186A JP 4318691 A JP4318691 A JP 4318691A JP H04280482 A JPH04280482 A JP H04280482A
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- Japan
- Prior art keywords
- solid solution
- section
- solar cell
- solar
- type solid
- Prior art date
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-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を利用した冷却
素子に関するものである。
素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽光を利用した電子素子として
は、太陽光により発電を行なう太陽電池や、光エネルギ
ーを熱エネルギーに交換し発電を行なう太陽熱発電装置
等がある。また、冷凍素子としては、固体での熱電効果
を利用した電子冷凍素子がある。
は、太陽光により発電を行なう太陽電池や、光エネルギ
ーを熱エネルギーに交換し発電を行なう太陽熱発電装置
等がある。また、冷凍素子としては、固体での熱電効果
を利用した電子冷凍素子がある。
【０００３】図２はかかる従来の電子冷凍素子の構成図
である。ペルチェ効果は、２種類の金属の針金の両端を
接続し、これに電流を流すと、一方の接点では発熱が起
こり、他方の接点では吸熱が起こる現象である。これが
電子冷却に応用される。図２において、一方側にＶ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体からなるｎ形固溶体１、他方の側に同
様のＶ−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ形固溶体２が用
いられ、電源として電池３が接続される。この電池３の
陽極にはｎ形固溶体１の端子４が接続され、このｎ形固
溶体１の他端とｐ形固溶体２の一端とは共通の金属５に
よって接続される。ｐ形固溶体２の他端には端子６が設
けられ、この端子６は電池３の陰極に接続される。
である。ペルチェ効果は、２種類の金属の針金の両端を
接続し、これに電流を流すと、一方の接点では発熱が起
こり、他方の接点では吸熱が起こる現象である。これが
電子冷却に応用される。図２において、一方側にＶ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体からなるｎ形固溶体１、他方の側に同
様のＶ−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ形固溶体２が用
いられ、電源として電池３が接続される。この電池３の
陽極にはｎ形固溶体１の端子４が接続され、このｎ形固
溶体１の他端とｐ形固溶体２の一端とは共通の金属５に
よって接続される。ｐ形固溶体２の他端には端子６が設
けられ、この端子６は電池３の陰極に接続される。
【０００４】そこで、電流は、電池３−端子４−ｎ形固
溶体１−金属５−ｐ形固溶体２−端子６−電池３と流れ
る。すると、金属５では吸熱が起こり、端子４と端子６
では発熱が起こる。
溶体１−金属５−ｐ形固溶体２−端子６−電池３と流れ
る。すると、金属５では吸熱が起こり、端子４と端子６
では発熱が起こる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱帯地域や
砂漠等、気温が高い所では、人が快適に生活するために
は、室内での冷房が必要であり、また、それらの地域で
、電子機器を用いる場合にも、電子機器の冷却は必要で
ある。しかしながら、これらの地域では、太陽光による
輻射熱により、人が居住する室内や電子機器の温度が上
昇してしまう。
砂漠等、気温が高い所では、人が快適に生活するために
は、室内での冷房が必要であり、また、それらの地域で
、電子機器を用いる場合にも、電子機器の冷却は必要で
ある。しかしながら、これらの地域では、太陽光による
輻射熱により、人が居住する室内や電子機器の温度が上
昇してしまう。
【０００６】そこで、太陽光によるエネルギーを用いて
、冷却を行うようにすることが、その地域における快適
な生活のために切望される技術的課題である。現在のと
ころ、直接、太陽光のエネルギーにより、冷却を行う電
子素子は考案されていない。そこで、上記したような、
ペルチェ効果を利用した電子冷凍素子の存在に着目して
、直接、太陽光のエネルギーにより、冷却を行う電子素
子を得る。
、冷却を行うようにすることが、その地域における快適
な生活のために切望される技術的課題である。現在のと
ころ、直接、太陽光のエネルギーにより、冷却を行う電
子素子は考案されていない。そこで、上記したような、
ペルチェ効果を利用した電子冷凍素子の存在に着目して
、直接、太陽光のエネルギーにより、冷却を行う電子素
子を得る。
【０００７】本発明は、以上述べた、太陽光による室内
の温度上昇、電子機器の温度上昇を防ぎ、逆に太陽光を
利用して、室内や電子機器の冷却を行なうために、光起
電力とペルチェ効果を利用した１つの固体素子からなる
小型な太陽光を利用した冷却素子を提供することを目的
とする。
の温度上昇、電子機器の温度上昇を防ぎ、逆に太陽光を
利用して、室内や電子機器の冷却を行なうために、光起
電力とペルチェ効果を利用した１つの固体素子からなる
小型な太陽光を利用した冷却素子を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、太陽光を利用した冷却素子であって、光
起電力を生じる太陽電池部と、該太陽電池部より生じる
電流により、熱電効果が起こる半導体金属接合による冷
却部とを一体化して構成したものである。また、前記太
陽電池部は第１の太陽電池部と第２の太陽電池部とを直
列に接続するようにものである。
成するために、太陽光を利用した冷却素子であって、光
起電力を生じる太陽電池部と、該太陽電池部より生じる
電流により、熱電効果が起こる半導体金属接合による冷
却部とを一体化して構成したものである。また、前記太
陽電池部は第１の太陽電池部と第２の太陽電池部とを直
列に接続するようにものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、図１に示すように、第１の太
陽電池部１１及び第２の太陽電池部１４のＰＮ接合に太
陽光２０が照射されると、各太陽電池部１１，１４に光
起電力が生じる。すると、この冷却素子にはＮ形固溶体
１３側からＰ形固溶体１６側（図中の矢印方向）へと電
流ｉが流れる。この時、金属部材１７からＰ形固溶体１
６に接合部を通って正孔が移動する時に、正孔が金属か
らエネルギーを持ち去り、そして、金属中の正孔のエネ
ルギー分布が崩れ、再分布が起こり、その再分布に必要
なエネルギーが、金属格子の熱エネルギーから供給され
るという所謂、ペルチェ効果により、金属部材１７は冷
却される。
陽電池部１１及び第２の太陽電池部１４のＰＮ接合に太
陽光２０が照射されると、各太陽電池部１１，１４に光
起電力が生じる。すると、この冷却素子にはＮ形固溶体
１３側からＰ形固溶体１６側（図中の矢印方向）へと電
流ｉが流れる。この時、金属部材１７からＰ形固溶体１
６に接合部を通って正孔が移動する時に、正孔が金属か
らエネルギーを持ち去り、そして、金属中の正孔のエネ
ルギー分布が崩れ、再分布が起こり、その再分布に必要
なエネルギーが、金属格子の熱エネルギーから供給され
るという所謂、ペルチェ効果により、金属部材１７は冷
却される。
【００１０】また、Ｎ形固溶体１３と金属部材１７との
接合部についても同様なことが起こる。その結果、金属
部材１７が冷却される。
接合部についても同様なことが起こる。その結果、金属
部材１７が冷却される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す太
陽光を利用した冷却装置の構成図である。この図におい
て、１１は第１の太陽電池部であり、Ｎ層１１ａとＰ層
１１ｂがＰＮ接合している。そして、Ｐ層１１ｂには金
属１２を介してＮ形固溶体１３が接続されている。ここ
で、Ｎ形固溶体１３としては、例えば、Ｖ−ＶＩ族化合
物半導体のＢｉ２ Ｔｅ３ とＳｂ２ Ｓｅ３ の固溶
体に、Ａｇ，Ｃｕ，Ｔｅ，Ｓｅ等の不純物を添加したも
の等を用いるとよい。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す太
陽光を利用した冷却装置の構成図である。この図におい
て、１１は第１の太陽電池部であり、Ｎ層１１ａとＰ層
１１ｂがＰＮ接合している。そして、Ｐ層１１ｂには金
属１２を介してＮ形固溶体１３が接続されている。ここ
で、Ｎ形固溶体１３としては、例えば、Ｖ−ＶＩ族化合
物半導体のＢｉ２ Ｔｅ３ とＳｂ２ Ｓｅ３ の固溶
体に、Ａｇ，Ｃｕ，Ｔｅ，Ｓｅ等の不純物を添加したも
の等を用いるとよい。
【００１２】一方、これと並設してＰ層１４ａとＮ層１
４ｂとが接合した第２の太陽電池部１４を設け、そのＮ
層１４ｂには金属１５を介してＰ形固溶体１６が接続さ
れている。ここで、Ｐ形固溶体１６としては、例えばＶ
−ＶＩ族化合物半導体のＢｉ２ Ｔｅ３ ，Ｓｂ２ Ｔ
ｅ３ ，Ｓｂ２ Ｓｅ３ とその固溶体に、Ｂｉ，Ｐｂ
，Ｃｄ，Ｌｉ，Ｔｅ等を不純物として添加したもの等を
用いるとよい。
４ｂとが接合した第２の太陽電池部１４を設け、そのＮ
層１４ｂには金属１５を介してＰ形固溶体１６が接続さ
れている。ここで、Ｐ形固溶体１６としては、例えばＶ
−ＶＩ族化合物半導体のＢｉ２ Ｔｅ３ ，Ｓｂ２ Ｔ
ｅ３ ，Ｓｂ２ Ｓｅ３ とその固溶体に、Ｂｉ，Ｐｂ
，Ｃｄ，Ｌｉ，Ｔｅ等を不純物として添加したもの等を
用いるとよい。
【００１３】更に、Ｎ形固溶体１３とＰ形固溶体１６と
は金属部材１７により接続されている。また、第１の太
陽電池部１１及び第２の太陽電池部１４の表面には透明
電極１８を設けて、第１の太陽電池部１１と第２の太陽
電池部１４との電気的接続を行う。このように、Ｐ形の
半導体とＮ形の半導体を電気と熱の良導体である金属部
材１７で接合し、その接合部に電流を流すために、半導
体のＰＮ接合からなる太陽電池部を構成して、光起電力
を得るようにしている。
は金属部材１７により接続されている。また、第１の太
陽電池部１１及び第２の太陽電池部１４の表面には透明
電極１８を設けて、第１の太陽電池部１１と第２の太陽
電池部１４との電気的接続を行う。このように、Ｐ形の
半導体とＮ形の半導体を電気と熱の良導体である金属部
材１７で接合し、その接合部に電流を流すために、半導
体のＰＮ接合からなる太陽電池部を構成して、光起電力
を得るようにしている。
【００１４】そこで、第１の太陽電池部１１及び第２の
太陽電池部１４のＰＮ接合に太陽光が照射されると、各
太陽電池部に光起電力が生じる。すると、この冷却素子
にはＮ形固溶体１３側からＰ形固溶体１６側（図中の矢
印方向）へと電流ｉが流れる。この時、金属部材１７か
らＰ形固溶体１６に接合部を通って正孔が移動する時に
、正孔が金属からエネルギーを持ち去り、そして、金属
中の正孔のエネルギー分布が崩れ、再分布が起こり、そ
の再分布に必要なエネルギーが、金属格子の熱エネルギ
ーから供給されるという所謂、ペルチェ効果により、金
属部材１７は冷却される。
太陽電池部１４のＰＮ接合に太陽光が照射されると、各
太陽電池部に光起電力が生じる。すると、この冷却素子
にはＮ形固溶体１３側からＰ形固溶体１６側（図中の矢
印方向）へと電流ｉが流れる。この時、金属部材１７か
らＰ形固溶体１６に接合部を通って正孔が移動する時に
、正孔が金属からエネルギーを持ち去り、そして、金属
中の正孔のエネルギー分布が崩れ、再分布が起こり、そ
の再分布に必要なエネルギーが、金属格子の熱エネルギ
ーから供給されるという所謂、ペルチェ効果により、金
属部材１７は冷却される。
【００１５】また、Ｎ形固溶体１３と金属部材１７との
接合部についても、同様なことが起こる。このようにし
て、金属部材１７が冷却される。なお、金属１２と１５
においては、逆に発熱が起こる。このように構成された
冷却素子の金属部材１７の部分を、冷却したい電子機器
や、冷却したい室内に入れ、太陽電池部１１と１４と、
金属１２と１５とを外部に配置して、太陽光２０を照射
することにより、金属部材１７が配置される電子機器内
部や、室内は冷却される。
接合部についても、同様なことが起こる。このようにし
て、金属部材１７が冷却される。なお、金属１２と１５
においては、逆に発熱が起こる。このように構成された
冷却素子の金属部材１７の部分を、冷却したい電子機器
や、冷却したい室内に入れ、太陽電池部１１と１４と、
金属１２と１５とを外部に配置して、太陽光２０を照射
することにより、金属部材１７が配置される電子機器内
部や、室内は冷却される。
【００１６】なお、太陽電池部に用いる半導体は、Ｇａ
ＡｓやＳｉ等の光電変換効率の良くなるような、通常の
太陽電池に用いられている半導体を用いればよい。また
、Ｎ形固溶体及びＰ形固溶体の材料は上記したものに限
定するものではなく、それ以外の材料を用いるようにし
てもよい。なお、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で
あり、これらを本発明の範囲から排除するものではない
。
ＡｓやＳｉ等の光電変換効率の良くなるような、通常の
太陽電池に用いられている半導体を用いればよい。また
、Ｎ形固溶体及びＰ形固溶体の材料は上記したものに限
定するものではなく、それ以外の材料を用いるようにし
てもよい。なお、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で
あり、これらを本発明の範囲から排除するものではない
。
【００１７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、太陽光により、光起電力を生じる太陽電池部と
、熱電効果を生じる冷却部を一体化するようにしたので
、太陽光による冷却作用を奏する冷却素子を得ることが
できる。その冷却素子を用いることにより、太陽光の強
い屋外で用いる電子機器等の有効な冷却、室内の冷却を
小型で容易に行なうことができる。
よれば、太陽光により、光起電力を生じる太陽電池部と
、熱電効果を生じる冷却部を一体化するようにしたので
、太陽光による冷却作用を奏する冷却素子を得ることが
できる。その冷却素子を用いることにより、太陽光の強
い屋外で用いる電子機器等の有効な冷却、室内の冷却を
小型で容易に行なうことができる。
【図１】本発明の実施例を示す太陽光を利用した冷却装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】従来の電子冷凍素子の構成図である。
１１ 第１の太陽電池部
１１ａ，１４ｂ Ｎ層
１１ｂ，１４ａ Ｐ層
１２，１５ 金属
１３ Ｎ形固溶体
１４ 第２の太陽電池部
１６ Ｐ形固溶体
１７ 金属部材
１８ 透明電極
２０ 太陽光
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）光起電力を生じる太陽電池部と、（
ｂ）該太陽電池部より生じる電流により熱電効果が起こ
る半導体金属接合による冷却部とを一体化してなる太陽
光を利用した冷却素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の太陽光を利用した冷却
素子において、前記太陽電池部は第１の太陽電池部と第
２の太陽電池部とを直列に接続してなる太陽光を利用し
た冷却素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043186A JPH04280482A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 太陽光を利用した冷却素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043186A JPH04280482A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 太陽光を利用した冷却素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280482A true JPH04280482A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=12656884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3043186A Withdrawn JPH04280482A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 太陽光を利用した冷却素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280482A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000005769A1 (en) * | 1997-01-18 | 2000-02-03 | Btg International Ltd | A differential voltage cell |
| WO2003105240A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-18 | Rensselaer Polytechnic Institute | Composite thermal system |
| JP2008263164A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-10-30 | Yyl:Kk | 半導体装置 |
| US7800194B2 (en) * | 2002-04-23 | 2010-09-21 | Freedman Philip D | Thin film photodetector, method and system |
| JP2011508411A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 光起電力変換器と、光起電力変換器の支持基板内に含まれる熱電変換器とを備えるエネルギー生成デバイス |
| EP2009709A3 (de) * | 2007-06-29 | 2011-05-18 | Gerhard Span | Thermoelektrisches Element |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3043186A patent/JPH04280482A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000005769A1 (en) * | 1997-01-18 | 2000-02-03 | Btg International Ltd | A differential voltage cell |
| US7800194B2 (en) * | 2002-04-23 | 2010-09-21 | Freedman Philip D | Thin film photodetector, method and system |
| WO2003105240A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-18 | Rensselaer Polytechnic Institute | Composite thermal system |
| JP2008263164A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-10-30 | Yyl:Kk | 半導体装置 |
| EP2009709A3 (de) * | 2007-06-29 | 2011-05-18 | Gerhard Span | Thermoelektrisches Element |
| US8373057B2 (en) | 2007-06-29 | 2013-02-12 | Gerhard Span | Thermoelectric element |
| US8766083B2 (en) | 2007-06-29 | 2014-07-01 | Gerhard Span | Thermoelectric element |
| JP2011508411A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 光起電力変換器と、光起電力変換器の支持基板内に含まれる熱電変換器とを備えるエネルギー生成デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |