JPS606077B2 - 光電池 - Google Patents
光電池Info
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- JPS606077B2 JPS606077B2 JP51129787A JP12978776A JPS606077B2 JP S606077 B2 JPS606077 B2 JP S606077B2 JP 51129787 A JP51129787 A JP 51129787A JP 12978776 A JP12978776 A JP 12978776A JP S606077 B2 JPS606077 B2 JP S606077B2
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Classifications
-
- 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
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光電池に係るものであり、光エネルギーを電
気エネルギーに変換する装置に係るものである。
気エネルギーに変換する装置に係るものである。
さらに述べれば、半導体と電解液との界面における光電
気効果及び、光化学反応を含む変換系に係るものである
。従前より、太陽光等自然光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する方向として、太陽電池が知られている。
気効果及び、光化学反応を含む変換系に係るものである
。従前より、太陽光等自然光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する方向として、太陽電池が知られている。
即ち、半導体のＰ−Ｎ接合に光を入射せしめ、正孔と電
子の対を生成せしめ、これにより電気エネルギーをとり
出す方式である。他方、光化学反応により正極または負
極活物質を生成せしめ、これ等が通常の化学電池反応を
起すことにより、電気エネルギーをとり出す方式もある
。前者の太陽電池は例えば、Ｓｉ単結晶の拡散Ｐ−Ｎ接
合が利用されるが、これは高価な材料と煩雑なフ。。セ
スを要しコストの高いものになる。一方、光化学電池系
は複雑な系によりまだ安価で信頼性性があり、小型のも
のは世にない状態である。かかる現状に対して、本願発
明は安価に製造でき小型化が容易であり、さらに変換効
率のよい光電池を提供せんとするものである。即ち、内
部電界の形成された半導体と電解液（例えば０．１ＭＨ
ｃｌ等）の固・液界面に光を入射せしめる。かかる界面
の光電効果を利用せんとするものである。かかる方式は
、従前のＰ−Ｎ接合方式に比較して、必ずしも単結晶ウ
ェーハーを必要としないし拡散プロセスが不要、さらに
電解液が水溶液でよいので、従来のＰ拡散層に比較して
光吸収が少ないので、光入射効率が良い。さらに界面に
おける光増感効果があるために、変換効率が高くなると
いう利点を有する。さらに半導体内部に電界を形成する
ことによって変換効率の向上をはかったものである。本
発明は製造が簡単なために製造コストが安く、４・型セ
ルに設計しやすいため「可搬型機器たとえば電子腕時計
、ポケット電卓等のエネルギー源に適する。本発明の詳
細についてはは実施例をもって説明する。
子の対を生成せしめ、これにより電気エネルギーをとり
出す方式である。他方、光化学反応により正極または負
極活物質を生成せしめ、これ等が通常の化学電池反応を
起すことにより、電気エネルギーをとり出す方式もある
。前者の太陽電池は例えば、Ｓｉ単結晶の拡散Ｐ−Ｎ接
合が利用されるが、これは高価な材料と煩雑なフ。。セ
スを要しコストの高いものになる。一方、光化学電池系
は複雑な系によりまだ安価で信頼性性があり、小型のも
のは世にない状態である。かかる現状に対して、本願発
明は安価に製造でき小型化が容易であり、さらに変換効
率のよい光電池を提供せんとするものである。即ち、内
部電界の形成された半導体と電解液（例えば０．１ＭＨ
ｃｌ等）の固・液界面に光を入射せしめる。かかる界面
の光電効果を利用せんとするものである。かかる方式は
、従前のＰ−Ｎ接合方式に比較して、必ずしも単結晶ウ
ェーハーを必要としないし拡散プロセスが不要、さらに
電解液が水溶液でよいので、従来のＰ拡散層に比較して
光吸収が少ないので、光入射効率が良い。さらに界面に
おける光増感効果があるために、変換効率が高くなると
いう利点を有する。さらに半導体内部に電界を形成する
ことによって変換効率の向上をはかったものである。本
発明は製造が簡単なために製造コストが安く、４・型セ
ルに設計しやすいため「可搬型機器たとえば電子腕時計
、ポケット電卓等のエネルギー源に適する。本発明の詳
細についてはは実施例をもって説明する。
実施例 １
半導体としてＣｄＳをを用いる。
第竃図にセルの構造を示す。すなわちアルミナ基板１の
上に蒸着、またはスパッタによりアルミまたはクロム電
極２をつける。この金属薄膜２が半導体のリード電極で
ある。次にこの金属薄膜２の上に蒸着またはスパッタで
抵抗率１〜１００伽のＣ船薄膜３（ｎ形）をつける。
上に蒸着、またはスパッタによりアルミまたはクロム電
極２をつける。この金属薄膜２が半導体のリード電極で
ある。次にこの金属薄膜２の上に蒸着またはスパッタで
抵抗率１〜１００伽のＣ船薄膜３（ｎ形）をつける。
薄膜は約１０仏ｍである。このＣｄＳ薄膜３の表面に約
１００△の銅を蒸着し、２５０〜３０び○で１０分間熱
処理するとＣｄＳ薄膜の表面約２Ａｍは高抵抗層となり
表面から内部に向って内部電界が形成される。次に約１
００仏ｍｍの樹脂フィルム亀をはさんでネサ膜５のつい
たガラス基板６を対向させる。このときガラス基板６に
は後で電解液を注入するための小穴７があらかじめ用意
されている。樹脂フィルムのまわりを接着剤でかなめて
電界液が漏れないようにしたのち、注入口７から電界液
を注入し封じる酢酸ナトリウム緩衝液を入れた塩化カリ
溶液である。このセルに矢印の方向から光を照射すると
りード線９に対して〜リード線８が正となるような光起
電力が得られる。半導体内部に電界を生じさせることに
より「半導体内部で光によって生成された電子８正孔対
は電界によって電子が半導体側の電極に収集される。一
方正孔は半導体の表面に集まり、さらに電界液中に放出
されるので、内部電界かない場合に比べて光の利用効率
がなくなる。約１０仇ｈＷの直射日光下で開放電圧０．
９Ｖ、短絡電流２瓜ｈＡ／のが得られた。半導体は多結
晶薄膜でなくても晶結晶薄片を用いても同様の光電池を
作ることは可能である。実施例 ２ 第１図とまったく同じ形状のセルであるが「ＣｄＳ薄膜
３を蒸着した後、約３００△のＣ仏ＳをＣｄＳの表面に
蒸着し、２００００で２０分熱処理をしたＣｕ２ＳはＰ
形半導体であるため、ＣｄＳとＣｕ２ＳでＰ−Ｎ接合が
形成され「半導体層に内部電界を生じさせ、実施例１と
同様の効果を得た。
１００△の銅を蒸着し、２５０〜３０び○で１０分間熱
処理するとＣｄＳ薄膜の表面約２Ａｍは高抵抗層となり
表面から内部に向って内部電界が形成される。次に約１
００仏ｍｍの樹脂フィルム亀をはさんでネサ膜５のつい
たガラス基板６を対向させる。このときガラス基板６に
は後で電解液を注入するための小穴７があらかじめ用意
されている。樹脂フィルムのまわりを接着剤でかなめて
電界液が漏れないようにしたのち、注入口７から電界液
を注入し封じる酢酸ナトリウム緩衝液を入れた塩化カリ
溶液である。このセルに矢印の方向から光を照射すると
りード線９に対して〜リード線８が正となるような光起
電力が得られる。半導体内部に電界を生じさせることに
より「半導体内部で光によって生成された電子８正孔対
は電界によって電子が半導体側の電極に収集される。一
方正孔は半導体の表面に集まり、さらに電界液中に放出
されるので、内部電界かない場合に比べて光の利用効率
がなくなる。約１０仇ｈＷの直射日光下で開放電圧０．
９Ｖ、短絡電流２瓜ｈＡ／のが得られた。半導体は多結
晶薄膜でなくても晶結晶薄片を用いても同様の光電池を
作ることは可能である。実施例 ２ 第１図とまったく同じ形状のセルであるが「ＣｄＳ薄膜
３を蒸着した後、約３００△のＣ仏ＳをＣｄＳの表面に
蒸着し、２００００で２０分熱処理をしたＣｕ２ＳはＰ
形半導体であるため、ＣｄＳとＣｕ２ＳでＰ−Ｎ接合が
形成され「半導体層に内部電界を生じさせ、実施例１と
同様の効果を得た。
実施例 ３
第１図と同じ形状のセルでＣｄＳ３のかわりにＮ形Ｇａ
ＡｓをＲ・Ｆスパッタで蒸着する。
ＡｓをＲ・Ｆスパッタで蒸着する。
厚さは約１０ｖｍである。この表面約２仏ｍにＴｅを熱
拡散させて、Ｐ−Ｎ接合を作り内部電界を形成した。他
の工程は実施例１と同じである。この光電池では１０仇
ｈＶ／地の太陽光のもとで０．６Ｖの開放電圧と２知の
ノ仇の短絡電流が得られた。上記の説明ではＣｄＳとＧ
ａＡｓについて述べたがＳｉ８ Ｔｉ０２，ＧａＡＩ船
，ＣａＴｅ，ＣｄＳｅでも同様の光電池を作りうる。
拡散させて、Ｐ−Ｎ接合を作り内部電界を形成した。他
の工程は実施例１と同じである。この光電池では１０仇
ｈＶ／地の太陽光のもとで０．６Ｖの開放電圧と２知の
ノ仇の短絡電流が得られた。上記の説明ではＣｄＳとＧ
ａＡｓについて述べたがＳｉ８ Ｔｉ０２，ＧａＡＩ船
，ＣａＴｅ，ＣｄＳｅでも同様の光電池を作りうる。
以上で述べてきた光電池を順次直列に接続していけば起
電力は加算されるので、適当な段数になるように段数を
選び、二次電池と組み合わせれば時計やポケット電卓の
エネルギー源として使用しうる。
電力は加算されるので、適当な段数になるように段数を
選び、二次電池と組み合わせれば時計やポケット電卓の
エネルギー源として使用しうる。
第２図と第３図はそれぞれアナログ表示とデジタル表示
の時計に本発明を応用した例である。
の時計に本発明を応用した例である。
第３図で蔓Ｑａと亀Ｑｂが本発明の光電池パネルでそれ
ぞれ３段ずつ直列にセルが組込まれている。第傘図では
亀亀が光電池パネルである。
ぞれ３段ずつ直列にセルが組込まれている。第傘図では
亀亀が光電池パネルである。
上述の如くト本願発明は「電極上に設けられた半導体は
〜多結晶蒸着膜からなりかつＰＮ接合で構成されたから
、単結晶に比べ製造工程が簡単で安価に形成できかつＰ
Ｎ接合は熱拡散で形成されるため「拡散した不純物が連
続的な分布をとるため内部電界も連続的となりＬ従って
キャリアの流れが滑らかで収集効率が良い効果が得られ
る。
〜多結晶蒸着膜からなりかつＰＮ接合で構成されたから
、単結晶に比べ製造工程が簡単で安価に形成できかつＰ
Ｎ接合は熱拡散で形成されるため「拡散した不純物が連
続的な分布をとるため内部電界も連続的となりＬ従って
キャリアの流れが滑らかで収集効率が良い効果が得られ
る。
さらに、ＰＮ接合であるために「半導体電極中の電位差
が大きく、大きな起電力を得る効果を有する。
が大きく、大きな起電力を得る効果を有する。
第１図は本発明の光電池、第２図と第３図は本発明の光
電池をアナログとデジタルの腕時計に応用した図。 畳・・・・・０絶縁物基板、２……金属薄膜電極「 ３
……半導体薄膜、４……樹脂フィルム「 ５Ｍ州ネサ膜
ト６……ガラス基板、４・…Ｗ電界液封入口へ ８……
リード線、９……リード線、亀ｏａ，竃Ｑｂ・・…・光
電池パネルト１１・・・…光電池パネル。 弟′図弟２図 弟３図
電池をアナログとデジタルの腕時計に応用した図。 畳・・・・・０絶縁物基板、２……金属薄膜電極「 ３
……半導体薄膜、４……樹脂フィルム「 ５Ｍ州ネサ膜
ト６……ガラス基板、４・…Ｗ電界液封入口へ ８……
リード線、９……リード線、亀ｏａ，竃Ｑｂ・・…・光
電池パネルト１１・・・…光電池パネル。 弟′図弟２図 弟３図
Claims (1)
- １ 対向する電極間に電解質溶液が挾持され、該電極の
一方に半導体薄膜が形成され、該半導体と電解質溶液と
の固体液体界面に光を入射せしめ、該半導体と対向電極
間で電気エネルギーを生成する光電池において、該半導
体は多結晶蒸着膜からなり、かつＰＮ接合で構成されて
なることを特徴とする光電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51129787A JPS606077B2 (ja) | 1976-10-28 | 1976-10-28 | 光電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51129787A JPS606077B2 (ja) | 1976-10-28 | 1976-10-28 | 光電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5354494A JPS5354494A (en) | 1978-05-17 |
| JPS606077B2 true JPS606077B2 (ja) | 1985-02-15 |
Family
ID=15018209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51129787A Expired JPS606077B2 (ja) | 1976-10-28 | 1976-10-28 | 光電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS606077B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003271105A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-05-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Sensitized dye solar cell and sensitized dye solar cell module |
| JP4063802B2 (ja) | 2004-08-04 | 2008-03-19 | シャープ株式会社 | 光電極 |
-
1976
- 1976-10-28 JP JP51129787A patent/JPS606077B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5354494A (en) | 1978-05-17 |
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