JPH084147B2 - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH084147B2 JPH084147B2 JP62033689A JP3368987A JPH084147B2 JP H084147 B2 JPH084147 B2 JP H084147B2 JP 62033689 A JP62033689 A JP 62033689A JP 3368987 A JP3368987 A JP 3368987A JP H084147 B2 JPH084147 B2 JP H084147B2
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- photoelectric conversion
- solar cell
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- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽電池に係り、特に太陽光の広いスペク
トル範囲の光を効率よく電気に変換するのに好適な、波
長変換を利用した太陽電池に関する。
トル範囲の光を効率よく電気に変換するのに好適な、波
長変換を利用した太陽電池に関する。
波長変換を利用した従来の太陽電池（特開昭57−9567
5参照）は、第２図のように、波長変換体である螢光体
入りのプラスチック板８の端面に太陽電池素子９を配置
し、プラスチック板８で太陽光等の外部光を波長変換し
て太陽電池素子９に集光入射させて電力に変換する構成
となっている。
5参照）は、第２図のように、波長変換体である螢光体
入りのプラスチック板８の端面に太陽電池素子９を配置
し、プラスチック板８で太陽光等の外部光を波長変換し
て太陽電池素子９に集光入射させて電力に変換する構成
となっている。
上記従来技術は、単位電気出力当りに必要な太陽電池
素子の面積を小さくできるが、螢光体入りのプラスチッ
ク板を含む太陽電池全体の変換効率は大きくなかった。
すなわち、螢光体の吸収及び発光特性を考慮すると、外
部光が太陽光の場合には螢光体入りのプラスチック板の
端面に集光できる太陽光エネルギーの割合は、入射太陽
光エネルギーの高々10〜20％である。そのため、太陽電
池素子の効率を30％としても、入射太陽光エネルギーの
３〜６％を電気に変換できるのみである。そのため、上
記従来技術では、プラスチック板単位面積当りの電力変
換効率が低く、単位電気出力当りに必要な螢光体入りの
プラスチック板を含む太陽電池全体の面積が大きくなる
という問題があった。
素子の面積を小さくできるが、螢光体入りのプラスチッ
ク板を含む太陽電池全体の変換効率は大きくなかった。
すなわち、螢光体の吸収及び発光特性を考慮すると、外
部光が太陽光の場合には螢光体入りのプラスチック板の
端面に集光できる太陽光エネルギーの割合は、入射太陽
光エネルギーの高々10〜20％である。そのため、太陽電
池素子の効率を30％としても、入射太陽光エネルギーの
３〜６％を電気に変換できるのみである。そのため、上
記従来技術では、プラスチック板単位面積当りの電力変
換効率が低く、単位電気出力当りに必要な螢光体入りの
プラスチック板を含む太陽電池全体の面積が大きくなる
という問題があった。
本発明の目的は、単位面積当りの効率の高い太陽電池
を提供することにある。
を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の太陽電池は、波長
変換体を含有する透明体３、透明電極５、光電変換層６
および裏面電極７の積層体からなる太陽電池において、
前記波長変換体を含有する透明体３は、光電変換に利用
できない短波長側の光を吸収して光電変換に利用可能な
波長の光を発光するストークス型の波長変換体を含有す
る透明体3aと、光電変換に利用できない長波長側の光を
吸収して光電変換に利用可能な波長の光を発光するアン
チストークス型の波長変換体を含有する透明体3bとの積
層体で構成されていることを特徴とするものである。
変換体を含有する透明体３、透明電極５、光電変換層６
および裏面電極７の積層体からなる太陽電池において、
前記波長変換体を含有する透明体３は、光電変換に利用
できない短波長側の光を吸収して光電変換に利用可能な
波長の光を発光するストークス型の波長変換体を含有す
る透明体3aと、光電変換に利用できない長波長側の光を
吸収して光電変換に利用可能な波長の光を発光するアン
チストークス型の波長変換体を含有する透明体3bとの積
層体で構成されていることを特徴とするものである。
第３図は太陽光スペクトルと光電変換層の光電変換効
率の波長依存性とを示したものである。同図に示すよう
に光電変換効率は太陽光スペクトルの一部波長範囲に限
って高いだけである。
率の波長依存性とを示したものである。同図に示すよう
に光電変換効率は太陽光スペクトルの一部波長範囲に限
って高いだけである。
しかるに本発明では光電変換効率の低い波長範囲に吸
収波長を持ち光電変換効率の高い波長範囲に発光波長を
もつ波長変換体の層が光電変換層の光入射側に設けられ
ている。これにより、光電変換に寄与できなかった波長
範囲の光も光電変換に有効に寄与できるようになるの
で、入射太陽光に対して単位面積当りの効率が高くな
る。
収波長を持ち光電変換効率の高い波長範囲に発光波長を
もつ波長変換体の層が光電変換層の光入射側に設けられ
ている。これにより、光電変換に寄与できなかった波長
範囲の光も光電変換に有効に寄与できるようになるの
で、入射太陽光に対して単位面積当りの効率が高くな
る。
第１図は本発明の実施例を示す太陽電池の断面図であ
る。第１図において、反射防止膜１、透明保護カバー
２、ストークス型の波長変換体を含む透明体3a、アンチ
ストークス型の波長変換体を含む透明体3b、透明接着材
４、透明電極５、光電変換層６、裏面電極７が順に層状
に積層されている。すなわち、第１図に示した本実施例
では、波長変換体の層を、短い波長の光を吸収して長い
波長の光を発光するタイプすなわちストークス型の波長
変換体（ZnS等）の層3aと、上記と逆の波長変換をする
アンチストークス型の波長変換体（YbEr,YbTm等）の層3
bとの２層構造としている。ストークス型の波長変換体
の層3aは光電変換に利用できなかった波長0.5μｍ以下
の短波長の光を光電変換に利用可能な長波長の光に変換
する。アンチストークス型の波長変換体は従来波長が長
すぎて光電変換に利用できなかった波長1.0μｍ以上の
光を光電変換に利用可能な波長1.0μｍ以下の波長に変
換する。そのため、本実施例では、太陽光の従来利用で
きなかった短波長側の光と長波長側の光の両方を光電変
換に利用できるようになり、さらに効率を向上させるこ
とができるという効果がある。
る。第１図において、反射防止膜１、透明保護カバー
２、ストークス型の波長変換体を含む透明体3a、アンチ
ストークス型の波長変換体を含む透明体3b、透明接着材
４、透明電極５、光電変換層６、裏面電極７が順に層状
に積層されている。すなわち、第１図に示した本実施例
では、波長変換体の層を、短い波長の光を吸収して長い
波長の光を発光するタイプすなわちストークス型の波長
変換体（ZnS等）の層3aと、上記と逆の波長変換をする
アンチストークス型の波長変換体（YbEr,YbTm等）の層3
bとの２層構造としている。ストークス型の波長変換体
の層3aは光電変換に利用できなかった波長0.5μｍ以下
の短波長の光を光電変換に利用可能な長波長の光に変換
する。アンチストークス型の波長変換体は従来波長が長
すぎて光電変換に利用できなかった波長1.0μｍ以上の
光を光電変換に利用可能な波長1.0μｍ以下の波長に変
換する。そのため、本実施例では、太陽光の従来利用で
きなかった短波長側の光と長波長側の光の両方を光電変
換に利用できるようになり、さらに効率を向上させるこ
とができるという効果がある。
本発明の実施において短波長の光を吸収し長波長の光
を発光する波長変換体としては、ZnS:Ag（300〜400nmの
光を吸収し400〜500nmの光を発光する）や、ZnS:Cu（30
0〜450nmの光を吸収し450〜600nmの光を発光する）を好
適に用いられるものとして挙げることができる。
を発光する波長変換体としては、ZnS:Ag（300〜400nmの
光を吸収し400〜500nmの光を発光する）や、ZnS:Cu（30
0〜450nmの光を吸収し450〜600nmの光を発光する）を好
適に用いられるものとして挙げることができる。
波長変換体の層を真空蒸着法や気相反応法によって透
明保護カバー（ガラス）の裏面等に形成する場合には、
その層の厚さは、波長変換体の吸収率に応じ実験等によ
り最適厚さを設定するが、通常数μｍ〜数十μｍが適当
である。
明保護カバー（ガラス）の裏面等に形成する場合には、
その層の厚さは、波長変換体の吸収率に応じ実験等によ
り最適厚さを設定するが、通常数μｍ〜数十μｍが適当
である。
光電変換層の材質，厚さとしては、単結晶シリコン太
陽電池…厚さ50μｍ〜300μm,ガリウム−ヒ素太陽電池
…厚さ50μｍ〜200μｍ、又はアモルファスシリコン太
陽電池…厚さ数μｍが適当である。
陽電池…厚さ50μｍ〜300μm,ガリウム−ヒ素太陽電池
…厚さ50μｍ〜200μｍ、又はアモルファスシリコン太
陽電池…厚さ数μｍが適当である。
透明電極は単結晶シリコンやガリウム−ヒ素太陽電池
では必ずしも必要でなく、グリッド電極でもよい。アモ
ルファスシリコン太陽電池では透明電極は必要である。
透明電極の材質はSnO2又はITO（インジウム錫酸化物）
を用い得る。
では必ずしも必要でなく、グリッド電極でもよい。アモ
ルファスシリコン太陽電池では透明電極は必要である。
透明電極の材質はSnO2又はITO（インジウム錫酸化物）
を用い得る。
本発明によれば、太陽光のうち従来利用していた波長
範囲の光の他に、従来利用できなかった波長範囲の光を
利用可能な波長範囲に波長変換して利用できるので、太
陽電池の効率を10％以上向上させることができる。
範囲の光の他に、従来利用できなかった波長範囲の光を
利用可能な波長範囲に波長変換して利用できるので、太
陽電池の効率を10％以上向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例の太陽電池の断面図、第２図
は従来の太陽電池の外観図、第３図は太陽光スペクトル
と光電変換層の光電変換効率の波長依存性とを示す図で
ある。 １……反射防止膜、２……透明保護カバー 3a……ストークス型の波長変換体を含む透明体 3b……アンチストークス型の波長変換体を含む透明体 ４……透明接着材、５……透明電極 ６……光電変換層、７……裏面電極
は従来の太陽電池の外観図、第３図は太陽光スペクトル
と光電変換層の光電変換効率の波長依存性とを示す図で
ある。 １……反射防止膜、２……透明保護カバー 3a……ストークス型の波長変換体を含む透明体 3b……アンチストークス型の波長変換体を含む透明体 ４……透明接着材、５……透明電極 ６……光電変換層、７……裏面電極
Claims (1)
- 【請求項１】波長変換体を含有する透明体（３）、透明
電極（５）、光電変換層（６）および裏面電極（７）の
積層体からなる太陽電池において、 前記波長変換体を含有する透明体（３）は、光電変換に
利用できない短波長側の光を吸収して光電変換に利用可
能な波長の光を発光するストークス型の波長変換体を含
有する透明体（3a）と、光電変換に利用できない長波長
側の光を吸収して光電変換に利用可能な波長の光を発光
するアンチストークス型の波長変換体を含有する透明体
（3b）との積層体で構成されていることを特徴とする太
陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033689A JPH084147B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033689A JPH084147B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200576A JPS63200576A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH084147B2 true JPH084147B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=12393393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033689A Expired - Fee Related JPH084147B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084147B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011040391A1 (ja) | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 日立化成工業株式会社 | 波長変換用蛍光材料、これを含む波長変換用樹脂組成物、これらを用いた太陽電池モジュール、波長変換用樹脂組成物の製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2011165754A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Denso Corp | 太陽電池モジュール |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2664371B2 (ja) * | 1987-03-30 | 1997-10-15 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子 |
| EP0727823B1 (en) * | 1993-11-05 | 2007-03-21 | Citizen Watch Co. Ltd. | Solar battery device and its manufacture |
| WO1995017015A1 (en) * | 1993-12-14 | 1995-06-22 | Citizen Watch Co., Ltd. | Solar battery device |
| DE19954954A1 (de) * | 1999-11-16 | 2001-05-23 | Hne Elektronik Gmbh & Co Satel | Photovoltaische Wandlereinrichtung |
| JP4923232B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2012-04-25 | 国立大学法人東北大学 | 太陽電池パネル |
| JP2007027271A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Univ Of Electro-Communications | 太陽光発電モジュール |
| JP2008130801A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Masataka Murahara | 太陽光・熱発電装置 |
| JP2008311604A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-12-25 | Hitachi Chem Co Ltd | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール用波長変換型集光フィルム |
| US20090084963A1 (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-02 | David, Joseph And Negley | Apparatus and methods to produce electrical energy by enhanced down-conversion of photons |
| JP2010141297A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-06-24 | Nippon Leiz Co Ltd | 導光体および光電変換器ならびに平面光電変換装置 |
| TW201216481A (en) | 2010-06-11 | 2012-04-16 | Asahi Glass Co Ltd | Translucent laminate and solar cell module using same |
| JP2012025870A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Akita Univ | 紫外線遮蔽および可視光増強方法、該方法を実現可能な紫外線遮蔽および可視光増強材料 |
| JP2012069865A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Toppan Printing Co Ltd | 太陽電池封止材及びそれを用いた太陽電池モジュール |
| JP2012109414A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toppan Printing Co Ltd | 太陽電池モジュール |
| JP5476290B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-04-23 | 株式会社日立製作所 | 太陽電池モジュール |
| JP6034569B2 (ja) * | 2012-02-06 | 2016-11-30 | 日東電工株式会社 | 粘着シート、保護ユニットおよび太陽電池モジュール |
| JP2013161982A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Nitto Denko Corp | 粘着シートおよび太陽電池モジュール |
| JP5929578B2 (ja) * | 2012-07-13 | 2016-06-08 | 株式会社デンソー | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュール集合体 |
| JP5989536B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2016-09-07 | 京セラ株式会社 | 太陽電池および太陽電池モジュール |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5333592A (en) * | 1976-09-09 | 1978-03-29 | Seiko Epson Corp | Solar battery |
| US4202704A (en) * | 1978-12-13 | 1980-05-13 | International Business Machines Corporation | Optical energy conversion |
| JPS5678564U (ja) * | 1979-11-20 | 1981-06-25 | ||
| JPS5832476A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62033689A patent/JPH084147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011040391A1 (ja) | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 日立化成工業株式会社 | 波長変換用蛍光材料、これを含む波長変換用樹脂組成物、これらを用いた太陽電池モジュール、波長変換用樹脂組成物の製造方法及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2011165754A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Denso Corp | 太陽電池モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63200576A (ja) | 1988-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |