專利名稱：太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
近來，因為對于全球變暖的關(guān)心，用于電力產(chǎn)生的、不產(chǎn)生CO2的太陽能電池已經(jīng)廣泛使用。然而，使用太陽能電池的電 力產(chǎn)生具有下述問題電力產(chǎn)生量根據(jù)時間段并且甚至根據(jù)季節(jié)而變化。為了解決這個問題，已經(jīng)考慮了電力產(chǎn)生系統(tǒng)，其將經(jīng)由太陽能電池的電力產(chǎn)生而產(chǎn)生的電力存儲為從水的電解產(chǎn)生的氫氣，并且消除在通過使用氫氣作為燃料的燃料電池的電力產(chǎn)生的電力產(chǎn)生量上的變化。因此，已經(jīng)提出了組合太陽能電池和電解池的各種技術(shù)。例如，專利文件I描述了一種氫氣產(chǎn)生裝置，其具有在襯底上形成的透明電極膜上并行形成的薄膜太陽能電池和電解催化劑層，并且可以通過向薄膜太陽能電池照射光來電解電解液。專利文件2描述了一種電解系統(tǒng)，其向電解池輸出太陽能電池的優(yōu)化電動勢以便產(chǎn)生氫氣和氧氣?，F(xiàn)有技術(shù)文件專利文件專利文件I :日本未審查專利公布2003-288955專利文件2 日本未審查專利公布2007-52476
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題現(xiàn)有技術(shù)通過利用太陽能電池的電動勢來產(chǎn)生氫氣，但是它們不能通過使用同一太陽能電池來向外部電路供應(yīng)電力。鑒于上面的情況而作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置，其可以通過利用太陽能電池的電動勢來產(chǎn)生第一氣體和第二氣體，并且可以通過利用同一太陽能電池來向外部電路供應(yīng)電力。用于解決問題的手段本發(fā)明提供了一種太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置，其包括光電轉(zhuǎn)換部分，其具有光接受表面和其背表面；第一電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入電解液中；第二電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入所述電解液中；以及，切換部分，其中，所述第一電解電極和所述第二電解電極被設(shè)置以能夠通過利用通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的電動勢來電解所述電解液以產(chǎn)生第一氣體和第二氣體；并且所述切換部分在向第一外部電路輸出通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路以及向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出通過使用光照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路之間進(jìn)行切換。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一電解電極和所述第二電解電極，據(jù)此，可以從在可以被浸入所述電解液中的所述第一電解電極和所述第二電解電極上的所述電解液產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體。根據(jù)本發(fā)明，可以經(jīng)由所述切換部分向所述第一外部電路輸出通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢，據(jù)此，可以向所述第一外部電路供應(yīng)電力。根據(jù)本發(fā)明，所述切換部分在向所述第一外部電路輸出通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的所述電路以及向所述第一電解電極和所述第二電解電 極輸出通過使用光照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的所述電路之間進(jìn)行切換，據(jù)此，可以根據(jù)向所述光電轉(zhuǎn)換部分照射的太陽輻射的量或具有本發(fā)明的所述裝置的設(shè)施的電力需求來切換電力供應(yīng)和所述第一氣體和所述第二氣體的產(chǎn)生。因此，可以有效地利用通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢。根據(jù)本發(fā)明，因為在所述光電轉(zhuǎn)換部分的背表面上設(shè)置了所述第一電解電極和所述第二電解電極，所以光可以進(jìn)入所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面，而不通過所述電解液，使得可以防止入射光被吸收，并且可以防止入射光被所述電解液散射。因此，進(jìn)入所述光電轉(zhuǎn)換部分的入射光量可以大，并且，光利用效率可以高。另外，根據(jù)本發(fā)明，因為在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置了所述第一電解電極和所述第二電解電極，所以進(jìn)入所述光接受表面的光不被所述第一電解電極和所述第二電解電極以及分別被從那些電極產(chǎn)生的所述第一氣體和第二氣體吸收或散射。因此，進(jìn)入所述光電轉(zhuǎn)換部分內(nèi)的所述入射光量可以大，并且，光利用效率可以高。根據(jù)本發(fā)明，因為在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置了所述第一電解電極和所述第二電解電極，所以可以在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體。因此，可以降低在所述光電轉(zhuǎn)換部分和所述電解電極之間的布線電阻，導(dǎo)致可以有效地產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體。根據(jù)本發(fā)明，因為所述太陽能電池和所述氣體產(chǎn)生裝置形成為一體，所述裝置可以更緊湊，并且，可以減小安裝面積。可以將共享部分用于所述太陽能電池和所述氣體產(chǎn)生裝置，使得可以降低生產(chǎn)成本。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意平面圖。圖2是沿著在圖I中的虛線A-A所取的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成氣體產(chǎn)生裝置的示意后表面視圖。圖4是沿著在圖I中的虛線B-B所取的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截 面圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意截面圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意電路圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意電路圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意電路圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意電路圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置的示意電路圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一種太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置包括光電轉(zhuǎn)換部分，其具有光接受表面和其背表面；第一電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入電解液中；第二電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入所述電解液中；以及，切換部分，其中，所述第一電解電極和所述第二電解電極被設(shè)置以能夠通過利用通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的電動勢來電解所述電解液以產(chǎn)生第一氣體和第二氣體；并且所述切換部分在向第一外部電路輸出通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路以及向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出通過使用光照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路之間進(jìn)行切換。所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置具有太陽能電池的功能和氣體產(chǎn)生裝置的功能。
在根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述第一氣體和所述第二氣體之一是氫氣，并且另一種是氧氣。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以從在所述第一電解電極和所述第二電解電極上的所述電解
液產(chǎn)生氫氣和氧氣。也優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，并且，所述第一電解電極和所述第二電解電極分別被設(shè)置在所述絕緣部分上，并且被電連接到所述切換部分。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以通過所述切換部分被輸出到所述第一外部電路，并且，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一電解電極或所述第二電解電極。該構(gòu)造也可 以當(dāng)向所述第一外部電路或所述第一和第二電解電極輸出所述電動勢時防止泄漏電流流動。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第二電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上，并且被電連接到所述切換部分，并且所述第一電解電極被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，并且被電連接到所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以通過所述切換部分被輸出到所述第一外部電路，并且，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一電解電極和所述第二電解電極。該構(gòu)造也可以當(dāng)向所述第一外部電路或所述第一和第二電解電極輸出所述電動勢時防止泄漏電流流動。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面上形成的第一電極和在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第二電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上并且被電連接到所述第一電極，并且所述第一電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上并且被電連接到所述切換部分。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以通過所述切換部分被輸出到所述第一外部電路，并且，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一電解電極或所述第二電解電極。該構(gòu)造也可以當(dāng)向所述第一外部電路或所述第一和第二電解電極輸出所述電動勢時防止泄漏電流流動。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面上形成的第一電極和在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第二電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上并且被電連接到所述第一電極，并且所述第一電解電極被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上并且被電連接到所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一電解電極或所述第二電解電極。當(dāng)通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢未達(dá)到所述電解液的電解電壓時，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以通過所述切換部分被輸出到所述第一外部電路。
優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括第一導(dǎo)電部分，其電連接所述第二電解電極和所述第一電極。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被有效地輸出到所述第二電解電極。在根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，所述第一導(dǎo)電部分優(yōu)選地被設(shè)置在穿透所述光電轉(zhuǎn)換部分的接觸孔上。根據(jù)上面的構(gòu)造，所述第二電解電極和所述第一電極可電連接，據(jù)此，所述第二電解電極的電勢和所述第一電極的電勢可以幾乎相同。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述絕緣部分被設(shè)置來覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的側(cè)面，并且所述第一導(dǎo)電部分被設(shè)置在作為所述絕緣部分的一部分的部分上，并且覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述側(cè)面。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被有效地輸出到所述第二電解電極。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述絕緣部分被設(shè)置來覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述側(cè)面，并且，所述第二電解電極被設(shè)置在作為所述絕緣部分的一部分的部分上，并且覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述側(cè)面，并且使得所述第二電解電極與所述第一電極接觸。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被有效地輸出到所述第二電解電極。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面上設(shè)置的第一電極和在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的 第二電極，其中，所述第一電極和所述第二電極被電連接到所述切換部分。根據(jù)上面的構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一外部電路或所述第一和第二電解電極。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述光電轉(zhuǎn)換部分當(dāng)被照射光時在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上的第一和第二區(qū)域之間產(chǎn)生電勢差，其中，所述第一區(qū)域被形成得電連接到所述第一電解電極，而所述第二區(qū)域被形成得電連接到所述第二電解電極。根據(jù)上面的構(gòu)造，所述第一和第二區(qū)域以及所述第一和第二電解電極可以容易地電連接，據(jù)此，可以降低生產(chǎn)成本。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述光電轉(zhuǎn)換部分由具有n型半導(dǎo)體部分和p型半導(dǎo)體部分的至少一種半導(dǎo)體材料形成，其中，所述第一和第二區(qū)域之一是所述n型半導(dǎo)體部分的一部分，而另一區(qū)域是所述p型半導(dǎo)體部分的一部分。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上的所述第一和所述第二區(qū)域之間產(chǎn)生電勢差。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面和所述第一電解電極之間的部分以及在所述背表面和所述第二電解電極之間的部分上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第一電解電極和所述第二電解電極通過其中未設(shè)置所述絕緣部分的所述第一和第二區(qū)域電連接到所述n型半導(dǎo)體部分或所述p型半導(dǎo)體部分 。根據(jù)該構(gòu)造，可以使通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的電子和空穴有效地彼此分離，據(jù)此，可以更增大光電轉(zhuǎn)換效率。在根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域被分別電連接到所述切換部分。根據(jù)該構(gòu)造，通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而在所述第一和第二區(qū)域之間產(chǎn)生的所述電動勢可以被輸出到所述第一外部電路。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括在所述絕緣部分和所述第一電解電極之間或在所述絕緣部分和所述第二電解電極之間設(shè)置的第二導(dǎo)電部分。根據(jù)該構(gòu)造，可以更多地減小在所述第一電解電極或所述第二電解電極上引起的內(nèi)阻。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括透光襯底，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部分被設(shè)置在所述透光襯底上，使得所述光接受表面位于所述透光襯底側(cè)。根據(jù)該構(gòu)造，所述光電轉(zhuǎn)換部分可以形成在所述透光襯底上，據(jù)此，可以更容易地形成所述光電轉(zhuǎn)換部分。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面?zhèn)壬显O(shè)置的背襯底，其中，所述第二電解電極被設(shè)置在所述背襯底上，并且被電連接到所述切換部分，并且所述第一電解電極被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，并且被電連接到所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面。根據(jù)該構(gòu)造，可以增大其中要形成所述第一電解電極和所述第二電解電極的區(qū)域，使得可以增大其上所述電解液的所述電解反應(yīng)進(jìn)行的所述第一電解電極的表面和所述第二電解電極的表面。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括電解液室，所述電解液室可以存儲所述電解液，所述第一電解電極或所述第二電解電極可以被浸入所述電解液內(nèi)。根據(jù)該構(gòu)造，可以將所述第一電解電極和所述第二電解電極浸入所述電解液中。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括背襯底，其中，在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面和所述背襯底之間設(shè)置所述電解液室。根據(jù)該構(gòu)造，可以容易地設(shè)置可以存儲所述電解液的所述電解液室，所述第一電解電極和所述第二電解電極可以被浸入所述電解液中。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括隔離壁，其將能夠存儲其中浸入所述第一電解電極的電解液的電解液室和能夠存儲其中浸入所述第二電解電極的電解液的電解液室隔開。根據(jù)該構(gòu)造，可以分離從所述第一電解電極和所述第二電解電極分別產(chǎn)生的所述第一氣體和所述第二氣體，使得可以更有效地收集所述第一氣體和所述第二氣體。在根據(jù)本發(fā)明的所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述隔離壁包含離子交換劑。
根據(jù)上面的構(gòu)造，所述隔離壁可以均衡在被引入在所述第一電解電極上的所述電解液室中的電解液和被引入在所述第二電解電極上的所述電解液室中的電解液之間變得不平衡的離子濃度，據(jù)此，可以穩(wěn)定地產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述光電轉(zhuǎn)換部分具有由P型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層形成的光電轉(zhuǎn)換層。根據(jù)上面的構(gòu)造，所述光電轉(zhuǎn)換部分可以具有pin結(jié)構(gòu)，使得可以有效地執(zhí)行所述光電轉(zhuǎn)換。另外，可以在所述光電轉(zhuǎn)換部分中產(chǎn)生更大的電動勢，使得可以更有效地電解所述電解液。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述光電轉(zhuǎn)換部分包括串連的多個光電轉(zhuǎn)換層，其中，所述多個光電轉(zhuǎn)換層向所述第一電解電極和所述第·二電解電極供應(yīng)通過光入射產(chǎn)生的電動勢。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以更大地增大通過使用光照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而引起的電勢差，使得可以有效地產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述光電轉(zhuǎn)換層的每一個與第三導(dǎo)電部分串聯(lián)。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以串聯(lián)并行布置的所述光電轉(zhuǎn)換層。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述第三導(dǎo)電部分包括在所述光電轉(zhuǎn)換層的光接受表面上設(shè)置的透光電極和在所述光電轉(zhuǎn)換層的背表面上設(shè)置的背電極。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以串聯(lián)并行布置的所述光電轉(zhuǎn)換層。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述第一電解電極和所述第二電解電極之一是氫氣產(chǎn)生部分，用于從所述電解液產(chǎn)生H2，并且另一個是氧氣產(chǎn)生部分，用于從所述電解液產(chǎn)生O2，其中，所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分分別包含用于從所述電解液產(chǎn)生H2的反應(yīng)的催化劑和用于從所述電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)的催化劑。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以通過根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置來產(chǎn)生作為燃料電池的燃料的氫氣。因為包含相應(yīng)的催化劑，所以可以增大所述電解液的電解反應(yīng)的進(jìn)展速率。另外，所產(chǎn)生的氫氣可以不僅被用作燃料電池的燃料，而且被用作熱源。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分中的至少一個由負(fù)載催化劑的多孔導(dǎo)體形成。根據(jù)如上所述的構(gòu)造，可以增大所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分中的至少一個的催化表面面積，使得可以更有效地產(chǎn)生氧氣或氫氣。因為使用多孔導(dǎo)體，所以可以防止因為在所述光電轉(zhuǎn)換部分和所述催化劑之間的電流流動引起的在電勢上的改變，據(jù)此，可以更有效地產(chǎn)生氧氣或氫氣。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述切換部分可以電連接到第二外部電路，并且可以切換至向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出從所述第二外部電路輸入的電動勢以分別從所述電解液產(chǎn)生所述所述第一氣體和所述第二氣體的電路。根據(jù)上面的構(gòu)造，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置和諸如太陽能電池板的產(chǎn)生電動勢的裝置被并排安裝時，可以通過利用在裝置中產(chǎn)生的電動勢來產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置還包括切換選擇部分，其選擇要通過所述切換部分改變的電路，并且向所述切換部分輸出選擇的結(jié)果，其中，所述切換部分基于由所述切換選擇單元選擇的輸入結(jié)果來進(jìn)行切換。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以根據(jù)諸如向所述光電轉(zhuǎn)換部分照射的太陽輻射的量的所述裝置的條件和諸如具有本發(fā)明裝置的設(shè)施的電力需求的需求條件來切換電力供應(yīng)和所述第一氣體和所述第二氣體的產(chǎn)生。在根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置中，優(yōu)選的是，所述切換選擇部分基于向所述裝置照射的太陽輻射的預(yù)測量、降雨概率、時間和日期、環(huán)境溫度和電力需求估計中的至少一個來選擇要被所述切換部分改變的電路 。根據(jù)上面的構(gòu)造，可以基于向所述裝置照射的太陽輻射的預(yù)測量、降雨概率、時間和日期、環(huán)境溫度和電力需求估計中的至少一個來使根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置在所述第一外部電路的電力供應(yīng)以及所述第一氣體和所述第二氣體的產(chǎn)生之間切換。因此，可以以零浪費來有效地利用在所述光電轉(zhuǎn)換部分中產(chǎn)生的電動勢。以下，將參考附圖描述本發(fā)明的實施方式。在附圖中和在下面的說明中所示的構(gòu)造僅是示例，并且，本發(fā)明的范圍不限于在附圖中在下面的說明書中示出的那些。太陽能電池集成的氣體產(chǎn)牛裝置的構(gòu)造根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25包括光電轉(zhuǎn)換部分2，其具有光接受表面和其背表面；第一電解電極8,其形成在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上，以便能夠被浸入電解液中；第二電解電極7，其形成在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上，以便能夠被浸入電解液中；以及，切換部分10，其中，第一電解電極8和第二電解電極7被設(shè)置以能夠通過利用通過使用被光照射的光電轉(zhuǎn)換部分2產(chǎn)生的電動勢來電解電解液而產(chǎn)生第一氣體和第二氣體；并且切換部分10在向第一外部電路輸出通過使用光來照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的電路以及向第一電解電路8和第二電解電路7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的電路之間進(jìn)行切換。太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25也可以具有透光襯底I、第二電極5、第一導(dǎo)電部分9、絕緣部分11、隔離壁13、背襯底14、電解液室15、密封材料16和切換選擇部分21。以下，將描述根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25。根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25可以具有在圖2中所示的截面，并且可以具有在圖5、6、7、8、9、10、11或12中所示的截面。圖5至8對應(yīng)于沿著在圖I中的虛線A-A所取的截面圖。圖9至12對應(yīng)于沿著在圖I中的虛線A-A所取的截面圖，但是隔離壁13或其他構(gòu)件的位置不同。I.透光襯底透光襯底I不被特別限制，只要它是具有透光性的襯底。用于透光襯底I的材料包括透明剛性材料，諸如鈉玻璃、石英玻璃、Pyrex (注冊商標(biāo))和合成石英板、透明樹脂板和膜材料。優(yōu)選地使用玻璃襯底，因為它在化學(xué)上和物理上是穩(wěn)定的。在光電轉(zhuǎn)換部分2側(cè)的透光襯底I的表面具有細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)，使得入射光可以在光電轉(zhuǎn)換部分2的表面上有效地不規(guī)則地被反射?？梢酝ㄟ^諸如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)過程或爆炸過程的公知方法來形成該細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)。2.第一電極可以在透光襯底I上設(shè)置第一電極4,并且第一電極4可以被設(shè)置使得與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面接觸。另外，第一電極4可以電連接到切換部分10。替代地，第一電極4可以通過第一導(dǎo)電部分9電連接到第二電解電極7，如圖6、7和9中所示，或者第一電極4可以電連接到第二電解電極7，如圖8中所示。另外，第一電極4可以具有透明性。當(dāng)根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖11或圖12中所示的截面時，可以省去第一電極4。通過提供第一電極4，大電流在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面和切換部分10之間流動。在如圖6、7和9中所示第一電極4通過第一導(dǎo)電部分9電連接到第二電解電極7的情況下，由光電轉(zhuǎn)換部分2產(chǎn)生的電動勢可以被有效地輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。 第一電極4可以由ITO或SnO2制成的透明導(dǎo)電膜形成，或者可以由諸如Ag或Au的金屬制成的指狀電極形成。第一電極4也可以由通過組合透明導(dǎo)電膜和金屬指狀電極而形成的電極構(gòu)成。以下，將進(jìn)行其中第一電極4由透明導(dǎo)電膜形成的情況的說明。透明導(dǎo)電膜用于容易地將光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面連接到切換部分10?？梢允褂靡话惚挥米魍该麟姌O的任何材料。更具體地，透明電極可以由In-Zn-O(IZO).In-Sn-O (IT0),Zn0-Al,Zn-Sn-0或SnO2制成。另外，所述透明導(dǎo)電膜優(yōu)選具有85%或更大、更優(yōu)選90%或更大并且最優(yōu)選92%或更大的日光透射率。在該情況下，光電轉(zhuǎn)換部分2可以有效地吸收光?？梢酝ㄟ^諸如濺射方法、真空沉積方法、溶膠凝膠方法、簇束淀積方法或PLD(脈沖激光沉積)方法的公知方法來形成所述透明導(dǎo)電膜。3.光電轉(zhuǎn)換部分光電轉(zhuǎn)換部分2可以被設(shè)置在透光襯底I上，并且在被照射光時引起電勢差。光電轉(zhuǎn)換部分2可以是如圖2和5至10中所示的在光接受表面和背表面之間產(chǎn)生電勢差的部分，或者可以是如圖11和12中所示的在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上的第一區(qū)域和第二區(qū)域之間產(chǎn)生電勢差的部分。光電轉(zhuǎn)換部分2可以是使用硅基半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分、使用化合物半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分、使用染料敏化劑的光電轉(zhuǎn)換部分或使用有機(jī)薄膜的光電轉(zhuǎn)換部分。在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面和背表面通過切換部分10電連接到第一電解電極8和第二電解電極7的情況下，光電轉(zhuǎn)換部分2必須由通過接收光來產(chǎn)生分別在第一電解電極8和第二電解電極7中產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體所需的電動勢的材料制成。當(dāng)所述第一氣體和所述第二氣體之一是氫氣并且另一個是氧氣時，光電轉(zhuǎn)換部分2必須通過在電解液中包含的水的分解來產(chǎn)生用于分別在第一電解電極8和第二電解電極7中產(chǎn)生氫氣和氧氣所需的電動勢。在第一電解電極8和第二電解電極7之間的電勢差需要大于水分解所需的理論電壓(I. 23V)，使得需要在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生足夠大的電勢差。因此，光電轉(zhuǎn)換部分2優(yōu)選地被設(shè)置使得用于產(chǎn)生電動勢的部分(光電轉(zhuǎn)換層28)由串聯(lián)的諸如pn結(jié)的兩個或更多個結(jié)形成。用于串聯(lián)光電轉(zhuǎn)換層28的方法不被特別限制。例如，光電轉(zhuǎn)換層28可以被堆疊和串聯(lián)。替代地，并排布置的光電轉(zhuǎn)換層28可以與第三導(dǎo)電部分33串聯(lián)，如圖9和12中所示。第三導(dǎo)電部分33可以包括在圖9中所示的透光電極30和背電極31。用于光電轉(zhuǎn)換的材料包括基于硅基半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體和有機(jī)材料提供的材料，并且可以使用任何光電轉(zhuǎn)換材料。另外，為了提高電動勢，可以層疊如上的光電轉(zhuǎn)換材料。當(dāng)層疊光電轉(zhuǎn)換材料時，多結(jié)結(jié)構(gòu)可以由同一材料構(gòu)成。在具有不同的光學(xué)帶隙的多個光電轉(zhuǎn)換層被彼此層疊以補充光電轉(zhuǎn)換層的低敏波長區(qū)域的情況下，可以在大的波長區(qū)域上有效地吸收入射光。另外，為了改善在光電轉(zhuǎn)換層之間的串聯(lián)特性，并且為了匹配在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的光電流，可以在所述層之間插入諸如透明導(dǎo)電膜的導(dǎo)體。因此，以防止光電轉(zhuǎn)換部 分2變差。以下，將更具體地描述光電轉(zhuǎn)換部分2的示例。注意，可以通過組合這些示例來提供光電轉(zhuǎn)換部分2。3-1.使用硅基半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分使用硅基半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分2可以是單晶型、多晶型、非晶型、球形硅型或那些的組合?？梢栽谶@些類型的任何一個中設(shè)置在P型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間的pn結(jié)。替代地，可以提供其中在P型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間設(shè)置i型半導(dǎo)體的pin結(jié)。進(jìn)一步替代地，可以提供多個pn結(jié)、多個pin結(jié)或pn結(jié)和pin結(jié)。硅基半導(dǎo)體是包含諸如硅、碳化硅或硅鍺的硅系列的半導(dǎo)體。另外，它可以包括其中向硅加上n型雜質(zhì)或p型雜質(zhì)的那種，并且可以包括晶體、非晶或微晶體半導(dǎo)體。替代地，使用所述硅基半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分2可以是在襯底I中形成的薄膜或厚膜光電轉(zhuǎn)換層、其中在諸如硅晶片的晶片上形成pn結(jié)或pin結(jié)的那種或其中在具有pn結(jié)或Pin結(jié)的晶片上形成薄膜光電轉(zhuǎn)換層的那種。下面示出用于使用硅基半導(dǎo)體來形成光電轉(zhuǎn)換部分2的方法的示例。通過諸如等離子體CVD方法的方法來在透光襯底I上層疊的第一電極4上形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層是P+型或n+型非晶Si薄膜，或被摻雜使得雜質(zhì)原子濃度是1\1018至5\1021/(^3的多晶或微晶Si薄膜。用于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的材料不限于Si，并且，可以使用諸如SiC、SiGe或SixCVx的化合物。多晶或微晶Si薄膜在通過諸如等離子體CVD方法如上所述形成的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上形成為晶體硅基光敏層。在該情況下，導(dǎo)電類型是其摻雜濃度小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類型或i型。用于晶體硅基光敏層的材料不限于Si，并且可以使用諸如SiC、SiGe或SixCVx的化合物。然后，為了在晶體硅基光敏層上形成半導(dǎo)體結(jié)，可以通過諸如等離子體CVD方法的方法來形成其導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層相反的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層是n+型或P+型非晶Si薄膜，或被摻雜使得雜質(zhì)原子濃度是I X IO18至5 X IO21/cm3的多晶或微晶Si薄膜。用于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的材料不限于Si，并且，可以使用諸如SiC、SiGe或SixCVx的化合物。另外，為了進(jìn)一步改善結(jié)特性，可以在結(jié)晶硅基光敏層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間插入基本為i型的非晶硅基薄膜。因此，有可能層疊最接近光接受表面的光電轉(zhuǎn)換層。然后，形成第二光電轉(zhuǎn)換層。第二光電轉(zhuǎn)換層由第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、結(jié)晶娃基光敏層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成，并且它們對應(yīng)地以與在第一光電轉(zhuǎn)換層中的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、結(jié)晶硅基光敏層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層相同的方式被形成。當(dāng)不能使用雙層串聯(lián)來充分地獲得用于水分解所需的電勢時，優(yōu)選地提供三層或更多層層疊的結(jié)構(gòu)。在此，應(yīng)當(dāng)注意，在第二光電活性層中的結(jié)晶硅基光敏層的結(jié)晶體積分率優(yōu)選地大于在第一層中的結(jié)晶硅基光敏層的結(jié)晶體積分率。類似地，當(dāng)層疊三個或更多層時，其結(jié)晶體積分率優(yōu)選地大于下層的結(jié)晶體積分率。這是因為吸收度在長波長區(qū)域中高，并且頻譜靈敏度移位到長波長區(qū)域側(cè)，使得可以在大的波長區(qū)域上改善靈敏度，即使當(dāng)光敏層由同一 Si材料制成時。即，當(dāng)串聯(lián)結(jié)構(gòu)由具有不同結(jié)晶度的Si制成時，頻譜靈敏度變高，使得可以高效地使用光。此時，具有低結(jié)晶度的材料必須被設(shè)置在光接受表面?zhèn)壬弦詫崿F(xiàn)高的光使用效率。另夕卜，當(dāng)結(jié)晶度是40%或更小時，非晶分量增加，并且產(chǎn)生變差。 3. 2使用化合物半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分關(guān)于使用化合物半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部分，例如，使用由III-V族元素形成的GaP、GaAs、InP或InAs、由II-VI族元素形成的CdTe/CdS或由I-III-VI族元素形成的CIGS(銅銦鎵二硒)形成pn結(jié)。下面作為一個示例示出用于使用化合物半導(dǎo)體來形成光電轉(zhuǎn)換部分2的方法，并且在該方法中，使用MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積)裝置來依序執(zhí)行膜形成過程等。作為用于III組元素的材料，向使用氫氣作為載氣的生長系統(tǒng)供應(yīng)有機(jī)金屬，諸如三甲基鎵、三甲基鋁或三甲基銦。作為用于V族元素的材料，使用諸如胂(ASH3)、膦(PH3)或靡(SbH3)的氣體。作為p型雜質(zhì)或n型雜質(zhì)摻雜劑，使用二乙基鋅等來作出p型，或者，使用硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)和硒化氫(H2Se)等來作出n型。當(dāng)向被加熱到700°C并且被熱解的襯底上供應(yīng)上面的原材料氣體時，可以外延地生長期望的化合物半導(dǎo)體材料膜?？梢酝ㄟ^引入的氣體構(gòu)成來控制生長層的構(gòu)成，并且通過氣體的引入時間長度來控制其膜厚度。當(dāng)光電轉(zhuǎn)換部分被提供為多結(jié)層疊層時，生長層可以通過盡可能匹配在層之間的晶格常數(shù)來在結(jié)晶屬性上良好，使得可以改善光電轉(zhuǎn)換效率。為了增強(qiáng)載體收集效率，除了形成pn結(jié)的部分之外，可以在光接受表面?zhèn)壬显O(shè)置公知的窗口層，或者可以在非光接受表面?zhèn)壬显O(shè)置公知的電場層。另外，可以設(shè)置緩沖層以防止雜質(zhì)擴(kuò)散。3-3.使用染料敏化劑的光電轉(zhuǎn)換部分使用染料敏化劑的光電轉(zhuǎn)換部分主要由例如多孔半導(dǎo)體、染料敏化劑、電解質(zhì)和溶劑形成。作為用于多孔半導(dǎo)體的材料，可以從由氧化鈦、氧化鎢、氧化鋅、鈦酸鋇、鈦酸鍶和硫化鎘等構(gòu)成的公知半導(dǎo)體中選擇一種或多種。用于在襯底上形成多孔半導(dǎo)體的方法包括其中通過諸如絲網(wǎng)印刷方法或噴墨方法的方法來施加包含半導(dǎo)體顆粒的糊狀物并且干燥或烘烤該糊狀物的方法；其中通過諸如使用原材料氣體的CVD方法的方法來形成膜的方法；PVD方法；沉積方法；濺射方法；溶膠凝膠方法；以及，使用電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的方法。作為被吸附到多孔半導(dǎo)體的染料敏化劑，可以使用在可見光區(qū)域和紅外線光區(qū)域中有吸收的各種染料。在此，為了將染料強(qiáng)吸附至多孔半導(dǎo)體，優(yōu)選的是，染料分子包含基團(tuán)，諸如羧酸基團(tuán)、羧酸酐基團(tuán)、烷氧基基團(tuán)、磺酸基團(tuán)、羥基基團(tuán)、羥基烷基基團(tuán)、酯基基團(tuán)、巰基基團(tuán)或磷酰基基團(tuán)。這些官能基團(tuán)提供了電耦合，以在激發(fā)態(tài)燃料和多孔半導(dǎo)體的導(dǎo)帶之間容易地移動電子。包含所述官能基團(tuán)的染料包括釕聯(lián)吡啶系列染料、醌系列染料、醌亞胺系列染料、偶氮系列染料、喹吖啶酮系列染料、方酸鍵系列染料、花菁系列染料、部花菁系列染料、三苯甲烷系列染料、黃嘌呤系列染料、葉啉系列染料、酞菁系列染料、茈系列染料、靛藍(lán)系列染料和萘酞菁系列染料。用于向多孔半導(dǎo)體吸附染料的方法包括其中將多孔半導(dǎo)體在其中包括溶解的染料的溶液(染料吸附溶液)中浸泡的方法。在所述染料吸附溶液中使用的溶劑不被特別限制，只要它們可以溶解染料，并且更具體地，包括諸如乙醇或甲醇的醇、諸如丙酮的酮、諸如乙醚或四氫呋喃的醚、諸如乙腈的氮化合物、諸如己烷的脂族烴、諸如苯的芳烴、諸如乙酸乙酯的酯和水。
所述電解質(zhì)由下述部分形成氧化還原對；以及，諸如聚合物凝膠的液體或固體介質(zhì)，用于固定所述氧化還原對。作為氧化還原對，優(yōu)選地使用諸如鐵系列或鈷系列的金屬或諸如氯、溴或碘的鹵素物質(zhì)，并且，優(yōu)選地使用諸如碘化鋰、碘化鈉或碘化鉀的金屬碘化物和碘的組合。此外，可以在其中混和諸如二甲基丙基咪唑碘的咪唑鹽。作為溶劑，在使用諸如碳酸丙烯酯的碳酸酯化合物、諸如乙腈的腈系化合物、諸如乙醇或甲醇的醇、水或極性非質(zhì)子型物質(zhì)等的同時，其中，優(yōu)選地使用碳酸酯化合物或腈系化合物。3-4.使用有機(jī)薄膜的光電轉(zhuǎn)換部分使用有機(jī)薄膜的光電轉(zhuǎn)換部分可以是電子空穴傳輸層，其由下述部分形成具有供電子屬性和接受電子屬性的有機(jī)半導(dǎo)體材料；或者，具有接受電子屬性的電子傳輸層和具有供電子屬性的空穴傳輸層的層疊。雖然不特別限制具有供電子屬性的有機(jī)半導(dǎo)體材料，只要它具有作為電子供體的功能，但是優(yōu)選的是，可以通過涂覆方法來形成膜，并且特別地，優(yōu)選地使用具有供電子屬性的導(dǎo)電聚合物。在此，導(dǎo)電聚合物表示共軛聚合物，其由共軛體系形成，在該體系中，包含碳碳或雜原子的雙鍵或三鍵交錯地與單鍵相鄰，同時示出了半導(dǎo)體屬性。用于具有供電子屬性的導(dǎo)電聚合物的材料可以是聚亞苯基、聚亞苯基亞乙烯基、聚噻吩、聚咔唑、聚乙烯基咔唑、聚硅烷、聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基芘、聚乙烯基蒽、其衍生物或共聚物、包含酞菁的聚合物、包含咔唑的聚合物或金屬有機(jī)聚合物等。特別地，優(yōu)選地使用的材料可以是噻吩-荷(tiophene-fluorene)共聚物、聚燒基噻吩(polyalkyl thiophne)、亞苯基亞乙塊基-亞苯基亞乙烯基(phenyleneethynylene-phenylenevinyIene)共聚物、荷_亞苯基亞乙烯基共聚物或噻吩_亞苯基亞乙烯基(tiophene-phenylenevinyIene)共聚物等。雖然不特別限制具有接受電子屬性的有機(jī)半導(dǎo)體的材料，只要它具有作為電子受體的功能，但是優(yōu)選的是，可以通過涂覆方法來形成膜，并且特別地，優(yōu)選地使用具有供電子屬性的導(dǎo)電聚合物。作為具有接受電子屬性的導(dǎo)電聚合物，它可以是聚亞苯基亞乙烯基、聚芴、其衍生物或共聚物、碳納米管、富勒烯、其衍生物、包含CN基團(tuán)或CF3基團(tuán)的聚合物和其CF3取代的聚合物。替代地，可以使用摻雜了供電子化合物的具有接受電子屬性的有機(jī)半導(dǎo)體材料或摻雜了接受電子化合物的具有供電子屬性的有機(jī)半導(dǎo)體材料。用于摻雜了供電子化合物的具有接受電子屬性的導(dǎo)電聚合物的材料可以是上述的具有接受電子屬性的導(dǎo)電聚合物材料。要摻雜的供電子化合物可以是路易斯堿，諸如堿金屬或諸如Li、K、Ca或Cs的堿土金屬。路易斯堿作為電子供體。另外，用于摻雜了接受電子化合物的具有供電子屬性的導(dǎo)電聚合物的材料可以是上述的具有供電子屬性的導(dǎo)電聚合物材料。要摻雜的接受電子化合物可以是路易斯酸，諸如FeCl3、A1C13、AlBr3、AsF6或鹵素化合物。路易斯酸作為電子受體。3-5.在背表面上的第一和第二區(qū)域之間產(chǎn)生電動勢的光電轉(zhuǎn)換部分 作為形成用于在背表面上的第一和第二區(qū)域之間產(chǎn)生電動勢的光電轉(zhuǎn)換部分2的方法，存在一種方法，其中，將半導(dǎo)體晶片用作材料，并且形成P型半導(dǎo)體部分36和n型半導(dǎo)體部分37，使得分別在半導(dǎo)體晶片的背表面上形成p型半導(dǎo)體部分36的一部分和n型半導(dǎo)體部分37的一部分，如圖11和12中所示。當(dāng)光入射在如此形成的光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面上時，可以在其中形成P型半導(dǎo)體部分36的光電轉(zhuǎn)換部分的背表面上的區(qū)域和其中形成n型半導(dǎo)體部分37的光電轉(zhuǎn)換部分的背表面上的區(qū)域之間產(chǎn)生電勢差。當(dāng)將p型半導(dǎo)體部分36和n型半導(dǎo)體部分37形成得與半導(dǎo)體晶片接觸時，可以在光電轉(zhuǎn)換部分2上形成pn結(jié)。當(dāng)將p型半導(dǎo)體部分36和n型半導(dǎo)體部分37形成得不與由i型半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片接觸時，可以在所述光電轉(zhuǎn)換部分上形成pin結(jié)。當(dāng)使用由P型半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片時，可以形成具有npp+結(jié)的光電轉(zhuǎn)換部分2，并且當(dāng)使用由n型半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體晶片時，可以形成具有pnn+結(jié)的光電轉(zhuǎn)換部分2。如圖11中所示，可以在半導(dǎo)體晶片上形成一個p型半導(dǎo)體部分36和一個n型半導(dǎo)體部分37，或者，可以多個地形成p型半導(dǎo)體部分36和n型半導(dǎo)體部分37之一。替代地，可以在半導(dǎo)體晶片的一部分上形成P型半導(dǎo)體部分36和n型半導(dǎo)體部分37之一，并且在其兩側(cè)上形成另一個。雖然主要假設(shè)上面的光電轉(zhuǎn)換部分2接收陽光并且執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，但是可以根據(jù)應(yīng)用來使用諸如從熒光燈、白熾燈、LED或特定熱源發(fā)射的光的人造光來照射它，以執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。4.第二電極可以在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上設(shè)置第二電極5，并且第二電極5可以電連接到切換部分10。第二電極5也可以電連接到第一電解電極8，如圖5和7至11中所示。當(dāng)如圖5、7、8和10中所不在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上設(shè)置第一電解電極8時,第一電解電極8具有與第二電極5相同的功能，使得可以省去第二電極5。通過提供第二電極5，大電流可以在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面和切換部分10之間流動。當(dāng)如圖5和7至10中所示第二電極5電連接到第一電解電極8時，由光電轉(zhuǎn)換部分2產(chǎn)生的電動勢可以被有效地輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。雖然不特別限制第二電極5，只要它具有導(dǎo)電性，但是它可以是金屬薄膜，諸如由Al、Ag或Au構(gòu)成的薄膜?？梢酝ㄟ^濺射方法等來形成所述膜。替代地，它可以是由諸如In-Zn-O (ΙΖ0)、In-Sn-O (ΙΤ0)、ZnO-Al、Zn-Sn-O 或 SnO2 的材料構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜。5.絕緣部分可以在第二電極5與第一和第二電解電極8和7之間設(shè)置絕緣部分11，如圖2和6中所示。絕緣部分11的形成可以防止下述結(jié)構(gòu)，其中，第二電極5與第一和第二電解電極8和7不通過切換部分10電連接。由于這一點，當(dāng)通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢被輸出到第一外部電路時，可以防止通過第一電解電極8和第二電解電極7的泄漏電流的流動。 絕緣部分11可以被設(shè)置在第二電極5和第二電解電極7之間，如圖5、7和8中所示。該構(gòu)造可以防止第二電解電極7不通過切換部分10電連接到第二電極5，由此能夠防止泄漏電流的流動。絕緣部分11可以如圖9中所示被設(shè)置在串聯(lián)的光電轉(zhuǎn)換層28和第二電解電極7之間，或者可以被設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分2以及除了其中第一電解電極8和第一區(qū)域電連接的部分和其中第二電解電極7和第二區(qū)域電連接的部分之外的第一和第二電解電極8和7之間，如圖11和12中所示。另外，絕緣部分11可以被形成得覆蓋光電轉(zhuǎn)換部分2的側(cè)面，如圖8和9中所示。憑借該構(gòu)造，第二電解電極7或第一導(dǎo)電部分9可以形成在覆蓋光電轉(zhuǎn)換部分2的側(cè)面的絕緣部分11上，據(jù)此，可以防止泄漏電流的出現(xiàn)，即使第二電解電極7或第一導(dǎo)電部分9形成得與第一電極4接觸。絕緣部分11可以由有機(jī)材料或無機(jī)材料構(gòu)成，并且所述有機(jī)材料可以是有機(jī)聚合物，諸如聚酰胺、聚酰亞胺、聚亞芳基、芳族乙烯基化合物、氟系列聚合物、丙烯酸系列聚合物或乙烯酰胺系列聚合物，而所述無機(jī)材料可以是諸如Al2O3的金屬氧化物，諸如多孔二氧化硅膜的SiO2、含氟(fuluoridated)氧化硅膜(FSG)、SiOC, HSQ (倍半氧硅氫化物)膜、SiNx 或硅醇(Si (OH)4).用于形成絕緣部分11的方法可以是其中通過絲網(wǎng)印刷方法、噴墨方法或旋涂方法來施加包含絕緣材料的糊狀物并且干燥或烘烤該糊狀物的方法；其中通過諸如使用原材料氣體的CVD方法的方法來形成膜的方法；PVD方法；沉積方法；濺射方法；或者溶膠凝膠方法。6.第一導(dǎo)電部分第一導(dǎo)電部分9可以電連接第二電解電極7和第一電極4，如圖6、7和9中所示。因此，可以在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上形成第二電解電極7，并且第二電解電極7可以電連接到第一電極4。第一導(dǎo)電部分9可以與第一電極4和在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上設(shè)置的第二電解電極7接觸，第一電極4與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面接觸，使得當(dāng)與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面平行的第一導(dǎo)電部分9的截面面積太大時，光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的面積變小。同時，當(dāng)與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面平行的第一導(dǎo)電部分9的截面面積太小時，在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的電勢和第二電解電極7的電勢之間產(chǎn)生差別，使得不能提供電解電解液所需的電勢差，并且可以降低第一氣體和第二氣體的產(chǎn)生效率。因此，與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面平行的第一導(dǎo)電部分9的截面面積需要被設(shè)置在特定范圍內(nèi)。例如，當(dāng)假定光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的面積是100%時，與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面平行的第一導(dǎo)電部分9的截面面積(當(dāng)設(shè)置多個第一導(dǎo)電部分時，它們的總和)可以是O. 1%或更大至10%或更小，優(yōu)選地為O. 5%或更大至8%或更小，并且更優(yōu)選地是1%或更大至6%或更小。另外，第一導(dǎo)電部分9可以被設(shè)置在穿透光電轉(zhuǎn)換部分2的接觸孔中。在該情況下，因為存在第一導(dǎo)電部分9導(dǎo)致的在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的面積上的減小可以較小。另外，在該情況下，在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面和第二電解電極7之間的電流路徑可以短，使得可以更有效地產(chǎn)生第一氣體和第二氣體。另外，在該情況下，可以容易地調(diào)整與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面平行的第一導(dǎo)電部分9的截面面積。例如，第二電解電極7和第一電極4可以通過在穿透光電轉(zhuǎn)換部分2的接觸孔中形成的第一導(dǎo)電部分9來電·連接，如在圖6中7中的根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25的截面圖中所示。此外，具有第一導(dǎo)電部分9的接觸孔的數(shù)量可以是一個或多個，并且接觸孔可以具有圓形截面。另外，當(dāng)假定光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的面積是100%時，與光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面平行的接觸孔的截面面積(當(dāng)提供多個接觸孔時，它們的總和)可以是
O.1%或更大至10%或更小，優(yōu)選地為O. 5%或更大至8%或更小，并且更優(yōu)選地是1%或更大至6%或更小。另外，可以在覆蓋光電轉(zhuǎn)換部分2的側(cè)面絕緣部分11上設(shè)置第一導(dǎo)電部分9，如圖9中所示。用于第一導(dǎo)電部分9的材料不被特別限制，只要它具有導(dǎo)電性。方法包括其中通過絲網(wǎng)印刷方法或噴墨方法來施加諸如碳糊狀物或Ag糊狀物的包含導(dǎo)電顆粒的糊狀物并且干燥或烘烤該糊狀物的方法；其中通過諸如使用原材料氣體的CVD方法的方法來形成膜的方法；PVD方法；沉積方法；濺射方法；溶膠凝膠方法；或者，使用電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的方法。7.第二導(dǎo)電部分可以在絕緣部分11和第一電解電極8之間或在絕緣部分11和第二電解電極7之間設(shè)置第二導(dǎo)電部分29。通過設(shè)置第二導(dǎo)電部分29，通過向光電轉(zhuǎn)換部分2內(nèi)的光入射產(chǎn)生的電動勢可以被有效地輸出到第一電解電極8或第二電解電極7，即使當(dāng)?shù)谝浑娊怆姌O8或第二電解電極7的導(dǎo)電率相對低時。第一電解電極8可以通過第二導(dǎo)電部分29電連接到切換部分10，或者，第二電解電極7可以通過第二導(dǎo)電部分29電連接到切換部分10或第一電極4,如圖9中所不。當(dāng)如圖11和12中所不光電轉(zhuǎn)換部分2在其背表面上的第一和第二區(qū)域之間產(chǎn)生電動勢時，第一電解電極8和第二電解電極7可以分別通過第二導(dǎo)電部分29電連接到第一區(qū)域和第二區(qū)域。用于第二導(dǎo)電部分29的材料不被特別限制，只要它具有導(dǎo)電性。方法包括其中通過絲網(wǎng)印刷方法或噴墨方法來施加諸如碳糊狀物或Ag糊狀物的包含導(dǎo)電顆粒的糊狀物并且干燥或烘烤該糊狀物的方法；其中通過諸如使用原材料氣體的CVD方法的方法來形成膜的方法；PVD方法；沉積方法；濺射方法；溶膠凝膠方法；或者，使用電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的方法。
8.第一電解電極、第二電解電極第一電解電極8和第二電解電極7分別被設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分2的背表面上。憑借該構(gòu)造，第一電解電極8和第二電解電極7不阻擋入射在光電轉(zhuǎn)換部分2上的光。第一電解電極8和第二電解電極7可以電連接到切換部分10。例如，當(dāng)根據(jù)該實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖2中所示的截面并且具有在圖13中所示的電路時，第一電極4和第二電極5可以經(jīng)由切換部分10分別電連接到第一電解電極8和第二電解電極7。利用該構(gòu)造，第一電解電極8和第二電解電極7可以通過切換部分10電連接到光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面或背表面。因此，通過向光電轉(zhuǎn)換部分2內(nèi)的光入射產(chǎn)生的電動勢可以被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。第一電解電極8和第二電解電極7之一可以電連接到切換部分10。例如，當(dāng)根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖5和10中所示的截面并且具有在圖14中所示的電路時，或者當(dāng)根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖6中所示的截面并且具有在圖15中所示的電路時，光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面和 背表面可以電連接到第一電解電極8和第二電解電極7。使用該構(gòu)造，通過向光電轉(zhuǎn)換部分2內(nèi)的光入射產(chǎn)生的電動勢可以被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。當(dāng)太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖10中所示的截面時，可以省去第二電極5，并且該電路可以是在圖17中所示的那個。第一電解電極8和第二電解電極7可以分別電連接到第二電極5和第一電極4。例如，當(dāng)根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖7、8和9中所示的截面，并且具有在圖16中所示的電路時，光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面和背表面可以電連接到第一電解電極8和第二電解電極7。利用該構(gòu)造，通過向光電轉(zhuǎn)換部分2內(nèi)的光入射產(chǎn)生的電動勢可以被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。當(dāng)太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖11和12中所示的截面時，太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置可以具有下述電路，其中，在圖16中所示的第一電極可以是在第二電解電極7和光電轉(zhuǎn)換部分2之間設(shè)置的第二導(dǎo)電部分29，并且在圖16中所示的第二電極可以是在第一電解電極8和光電轉(zhuǎn)換部分2之間設(shè)置的第二導(dǎo)電部分29。第一電解電極8和第二電解電極7被設(shè)置來能夠浸入在電解液內(nèi)。這可以使得在第一電解電極8和第二電解電極7的表面上的電解液的電解反應(yīng)進(jìn)行，從而可以產(chǎn)生第一氣體和第二氣體。第一氣體和第二氣體之一可以是氫氣，并且另一種可以是氧氣。第一電解電極8和第二電解電極7可以被彼此接觸地設(shè)置。該構(gòu)造可以防止在第一電解電極8和第二電解電極7之間的泄漏電流流動。第一電解電極8和第二電解電極7之一可以是從電解液產(chǎn)生H2的氫氣產(chǎn)生部分，并且另一個可以是從電解液產(chǎn)生O2的氧氣產(chǎn)生部分。因此，根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置可以分解在電解液中包含的水，以便產(chǎn)生氫氣和氧氣，它們作為燃料電池的燃料。9.氫氣產(chǎn)生部分氫氣產(chǎn)生部分是用于從電解液產(chǎn)生H2的部分，并且它是第一電解電極8或第二電解電極7。另外，氫氣產(chǎn)生部分可以包含用于從電解液產(chǎn)生H2的反應(yīng)的催化劑。在該情況下，從電解液產(chǎn)生4的反應(yīng)速率可以提高。氫氣產(chǎn)生部分可以僅由用于從電解液產(chǎn)生H2的反應(yīng)的催化劑形成，并且該催化劑可以被載體負(fù)載。另外，氫氣產(chǎn)生部分可以具有比光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的面積大的催化表面面積。在該情況下，從電解液產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率可以變高。另外，氫氣產(chǎn)生部分可以是負(fù)載催化劑的多孔半導(dǎo)體。在該情況下，催化表面面積可以增大。另外，可以防止因為在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面或背表面和在氫氣產(chǎn)生部分中包含的催化劑之間流動的電流而改變電勢。另外，氫氣產(chǎn)生部分可以包含Pt、Ir、Ru、Pd、Rh、Au、Fe、Ni和Se中的至少一種來作為氫氣產(chǎn)生催化劑。用于從電解液產(chǎn)生H2的反應(yīng)的催化劑(氫氣產(chǎn)生催化劑)被提供來促進(jìn)從兩個質(zhì)子和兩個電子向一個氫氣分子的轉(zhuǎn)換，并且可以由在化學(xué)上穩(wěn)定并且具有小的氫氣產(chǎn)生過壓的材料構(gòu)成。氫氣產(chǎn)生催化劑的示例包括具有用于氫氣的催化活性的鉬系金屬，諸如Pt、Ir、Ru、Pd、Rh或Au，其合金；以及，包含鉬系金屬的化合物；以及，包含諸如構(gòu)成作為氫氣產(chǎn)生酶的氫化酶的活性中心的Fe、Ni和Se的金屬中的任何一種的合金，和包含該金屬的化合物，并且這些示例及其組合可以被期望地用作氫氣產(chǎn)生催化劑。其中，優(yōu)選地使用Pt和包含Pt的納米結(jié)構(gòu)體，因為它們的氫氣產(chǎn)生過壓低。也可以使用通過光照射來產(chǎn)生氫氣產(chǎn)生行為的諸如CdS、CdSe, ZnS或ZrO2的材料。
可以在導(dǎo)體上負(fù)載氫氣產(chǎn)生催化劑，以便將反應(yīng)面積提高得更大，以改善氣體產(chǎn)生速率。作為用于負(fù)載催化劑的導(dǎo)體，它可以是金屬材料、碳基材料或具有導(dǎo)電性的無機(jī)材料。所述金屬材料優(yōu)選地是具有電子傳導(dǎo)性并且在酸性氣氛中具有耐腐蝕性的材料。更具體地，所述材料可以是諸如Au、Pt或者Pd的貴金屬；諸如Ti、Ta、W、Nb、Ni、Al、Cr、Ag、Cu、Zn、Su或者Si的金屬；上面的金屬的氮化物或碳化物；不銹鋼；或者諸如Cu-Cr、Ni-Cr或者Ti-Pt的合金。所述金屬材料更優(yōu)選地包含選自Pt、Ti、Au、Ag、Cu、Ni和W的至少一種元素，因為難以產(chǎn)生另一種化學(xué)副反應(yīng)。該金屬材料在電阻上較低，并且可以防止電壓降低，即使當(dāng)在表面方向上拉出電流時。另外，當(dāng)使用諸如Cu、Ag或Zn的在酸性氣氛下具有差的耐腐蝕性的金屬材料時，可以使用具有耐腐蝕性的貴金屬或金屬例如AiuPt或Pd，碳，石墨，玻璃碳，導(dǎo)電聚合物，導(dǎo)電氮化物，導(dǎo)電碳化物或?qū)щ娧趸?，來涂覆具有差的耐腐蝕性的金屬材料的表面。作為碳基材料，優(yōu)選的是，它在化學(xué)上穩(wěn)定并且具有導(dǎo)電性。例如，所述材料可以是碳粉末或碳纖維，諸如乙炔黑、硫化纖維、科琴黑、爐黑、VGCF、碳納米管、碳納米角或富勒烯。作為具有導(dǎo)電性的無機(jī)材料，它可以是In-Zn-O (ΙΖ0)、In-Sn-O (ΙΤ0)、ZnO-Al、Zn-Sn-0, SnO2或者摻雜有氧化銻的氧化錫。另外，作為導(dǎo)電聚合物，它可以是聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚對亞苯基或聚對亞苯基亞乙烯基,并且作為導(dǎo)電氮化物,它可以是氮化碳、氮化硅、氮化稼、氮化銦、氮化鍺、氮化鈦、氮化鋯或氮化鉈，并且作為導(dǎo)電碳化物，它可以是碳化鉭、碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、碳化鑰、碳化鈮、碳化鐵、碳化鎳、碳化鉿、碳化鎢、碳化釩或碳化鉻，并且作為導(dǎo)電氧化物，它可以是氧化錫、氧化銦錫(ΙΤ0)或摻雜有氧化銻的氧化錫。用于負(fù)載氫氣產(chǎn)生催化劑的導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選地選自板狀、箔狀、桿狀、網(wǎng)格狀、板條板狀、多孔板狀、多孔桿狀、織造布狀、無紡布狀、纖維狀和氈狀。另外，優(yōu)選地使用具有通過在氈狀電極的表面中按下而形成的凹槽的導(dǎo)體，因為它可以降低電極液體的電阻和流阻。10.氧氣產(chǎn)生部分氧氣產(chǎn)生部分是從電解液產(chǎn)生O2的部分，并且，它是第一電解電極8或第二電解電極7。另外，氧氣產(chǎn)生部分可以包含用于從電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)的催化劑。在該情況下，用于從電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)速率可以變高。氧氣產(chǎn)生部分可以僅由用于從電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)的催化劑形成，并且該催化劑可以被載體負(fù)載。另外，氧氣產(chǎn)生部分可以具有比光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面的面積大的催化表面面積。在該情況下，用于從電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)速率可以變高。另外，氧氣產(chǎn)生部分可以是負(fù)載催化劑的多孔半導(dǎo)體。因此，催化表面面積可以增大。另外，可以防止因為在光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面或背表面和在氧氣產(chǎn)生部分中包含的催化劑之間流動的電流而改變電勢。此外，氧氣產(chǎn)生部分可以包含Mn、Ca、Zn、Co和Ir中的至少一種來作為氧氣產(chǎn)生催化劑。
用于從電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)的催化劑(氧氣產(chǎn)生催化劑)被提供來促進(jìn)從兩個水分子向一個氧分子、四個質(zhì)子和四個電子的轉(zhuǎn)換，并且由在化學(xué)上穩(wěn)定并且具有小的氧氣產(chǎn)生過壓的材料構(gòu)成。例如，所述材料包括包含作為光系統(tǒng)II的活性中心的Mn、Ca、Zn或Co的氧化物或化合物，光系統(tǒng)II是用于催化使用光從水產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)的酶；包含諸如Pt、RuO2或IrO2的鉬系金屬的化合物；包含諸如Ti、Zr、Nb、Ta、W、Ce、Fe或Ni的過渡金屬的氧化物或化合物；以及，上面的材料的組合。其中，優(yōu)選地使用氧化銥、氧化錳、氧化鈷或磷酸鈷，因為過壓低，并且氧氣產(chǎn)生效率高?？梢栽趯?dǎo)體上負(fù)載氧氣產(chǎn)生催化劑，以便將反應(yīng)面積提高得更大，并且提高氣體產(chǎn)生速率。作為用于負(fù)載催化劑的導(dǎo)體，它可以是金屬材料、碳基材料或具有導(dǎo)電性的無機(jī)材料。它們的說明與在“9.氫氣產(chǎn)生部分”中對于氫氣產(chǎn)生部分描述的那些相關(guān)，只要沒有不一致。當(dāng)單個氫氣產(chǎn)生催化劑和單個氧氣產(chǎn)生催化劑的催化行為小時，可以使用助催化齊U，諸如Ni、Cr、Rh、Mo、Co或Se的氧化物或它們的化合物。另外，取決于材料，用于負(fù)載氫氣產(chǎn)生催化劑和氧氣產(chǎn)生催化劑的方法可以是通過直接將其施加到導(dǎo)體或半導(dǎo)體而執(zhí)行的方法；PVD方法，諸如氣相沉積方法、濺射方法或離子電鍍方法；干法涂覆方法，諸如CVD方法；或者，電子結(jié)晶方法。另外，當(dāng)用于氫氣產(chǎn)生和氧氣產(chǎn)生的催化行為不夠時，在金屬或碳的多孔體、纖維物質(zhì)或納米顆粒上負(fù)載催化劑，以提高反應(yīng)表面面積，據(jù)此，可以改善氫氣和氧氣產(chǎn)生速率。11.切換部分切換部分10可以在向第一外部電路輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的電路以及向第一電解電極8和第二電解電極7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢以便分別從電解液產(chǎn)生第一氣體和第二氣體的電路之間進(jìn)行切換。對于該構(gòu)造，可以向第一外部電路作為電力供應(yīng)通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢，并且，可以通過使用通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢來產(chǎn)生第一氣體和第二氣體。將切換部分10與第一外部電路電連接的方法不被特別限制。例如，切換部分10可以具有輸出端22，并且切換部分10可以經(jīng)由輸出端22電連接到第一外部電路。另外，切換部分10可以電連接到第二外部電路，并且它可以切換至向第一電解電極8和第二電解電極7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的電路，以便分別從電解液產(chǎn)生第一氣體和第二氣體。因此，可以通過利用從第二外部電路輸入的電動勢來從電解液產(chǎn)生第一氣體和第二氣體。將切換部分10與第二外部電路電連接的方法不被特別限制。例如，切換部分10可以具有輸入端23，并且切換部分10可以經(jīng)由輸入端23電連接到第二外部電路。將參考附圖詳細(xì)描述切換部分10。在根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖2中所示的截面并且例如具有在圖13中所示的電路的情況下，當(dāng)SW(開關(guān))I和SW 2接通并且SW3和SW4關(guān)斷時，可以向第一外部電路輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢。當(dāng)SW1、SW2、SW5和SW6關(guān)斷，并且SW3和SW4接通時，可以將通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。例如，當(dāng)SW3和SW4關(guān)斷并且SW5和SW6接通時，可以向第一電解電極8和第二電 解電極7輸出從第二外部電路輸入的電動勢。當(dāng)SWl和SW2關(guān)斷并且SW3、SW4、SW5和SW6接通時，通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢和從第二外部電路輸入的電動勢可以都被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。如果根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖5和10中所示的截面，并且例如具有在圖14中所示的電路或具有在圖17中所示的電路,例如,則當(dāng)SWl和SW2接通并且SW3和SW4關(guān)斷時，可以向第一外部電路輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢。當(dāng)SW1、SW2、SW3和SW5關(guān)斷并且SW4接通時，通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢可以被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。當(dāng)SW1、SW2和SW4關(guān)斷并且SW3和SW5接通時，可以向第一電解電極8和第二電解電極7輸出從第二外部電路輸入的電動勢。當(dāng)SWl、SW2關(guān)斷并且SW3、SW4和SW5接通時，通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢和從第二外部電路輸入的電動勢可以都被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。在根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖6中所示的截面并且例如具有在圖15中所示的電路的情況下，例如，當(dāng)SW1、SW2接通并且SW3和SW4關(guān)斷時，可以向第一外部電路輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢。當(dāng)SWl、Sff2, SW3和SW5關(guān)斷并且SW4接通時，可以向第一電解電極8和第二電解電極7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢。當(dāng)SW1、SW2和SW4關(guān)斷并且SW3和SW5接通時，可以向第一電解電極8和第二電解電極7輸出從第二外部電路輸入的電動勢。當(dāng)SW1、SW2關(guān)斷并且SW3、SW4和SW5接通時，可以向第一電解電極8和第二電解電極7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢和從第二外部電路輸入的電動勢兩者。在根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖7、8和9中所示的截面并且例如具有在圖16中所示的電路時，例如，當(dāng)SWl和SW2接通并且SW3和SM關(guān)斷，并且通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢未達(dá)到電解液的電解電壓時，可以向第一外部電路輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢。當(dāng)SWl、Sff2,SW3和SW5關(guān)斷并且通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢達(dá)到電解液的電解電壓時，可以向第一電解電極8和第二電解電極7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢。因此，即使太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖16中所示的電路，也可以通過切換部分10來在向第一外部電路輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的電路以及向第一電解電極8和第二電解電極7輸出通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的電路之間進(jìn)行切換。當(dāng)SW3和SW4接通并且SWl和SW2關(guān)斷時，從第二外部電路輸入的電動勢，或從第二外部電路輸入的電動勢和通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢兩者，可被輸出到第一電解電極8和第二電解電極7。在根據(jù)本實施方式的太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25具有在圖11和12中所示的截面的情況下，所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置可以具有其中在圖16中所示的第一電極可以是在第二電解電極7和光電轉(zhuǎn)換部分2之間設(shè)置的第 二導(dǎo)電部分29,并且在圖16中所示的第二電極可以是在第一電解電極8和光電轉(zhuǎn)換部分2之間設(shè)置的第二導(dǎo)電部分29的電路。切換部分10可以輸入由切換選擇部分21選擇的結(jié)果，并且可以根據(jù)輸入的選擇結(jié)果來進(jìn)行電路的切換。因此，切換部分10可以將電路改變?yōu)橛汕袚Q選擇部分21選擇的電路。切換部分10也可以根據(jù)通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的量級來進(jìn)行電路的切換。因此，當(dāng)在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生向第一外部電路輸出的電力時，可以向第一外部電路輸出在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的電動勢，并且當(dāng)未在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生向第一外部電路輸出的電力時，可以向第一電解電極8和第二電解電極7輸出在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的電動勢。切換部分10也可以根據(jù)第二外部電路的電動勢的量級來進(jìn)行電路的切換。因此，當(dāng)從第二外部電路供應(yīng)的電力變得大于電氣需要時，可以通過利用從第二外部電路供應(yīng)的電力來產(chǎn)生第一氣體和第二氣體。12.切換選擇部分切換選擇部分21可以選擇要由切換部分10改變的電路，并且可以向切換部分10輸出選擇的結(jié)果。因此，切換選擇部分21可以根據(jù)情況輸出用于允許切換部分10進(jìn)行電路的切換的信號。切換選擇部分21可以根據(jù)向太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25照射的太陽輻射的預(yù)測量、降雨概率、時間和日期、環(huán)境溫度和電力需求估計中的至少任何一個來選擇要由切換部分10改變的電路。切換選擇部分21也可以基于通過使用光照射光電轉(zhuǎn)換部分2而產(chǎn)生的電動勢的量級或第二外部電路的電動勢的量級來選擇要由切換部分10改變的電路。利用這一點，切換選擇部分21可以選擇要由切換部分10改變的電路以便最適合于所述情況。例如，當(dāng)預(yù)測降雨概率高并且向太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25照射的太陽輻射的量小時，不能供應(yīng)滿足電力需求的足夠電力，即使在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的電動勢作為電力被供應(yīng)到第一外部電路。在該情況下，太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25可以分解電解液，以產(chǎn)生氫氣等，因為切換選擇部分21選擇向第一電解電極8和第二電解電極7輸出在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的電動勢的電路。因此，燃料電池可以通過使用作為燃料的充分存儲的氫氣來產(chǎn)生電力，據(jù)此，可以向第一外部電路供應(yīng)滿足電力需求的電力。
當(dāng)例如因為低溫或熱水的過量使用導(dǎo)致具有太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25的設(shè)施的熱需求高時，切換選擇部分21可以選擇向第一電解電極8和第二電解電極7輸出在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的電動勢的電路。在該情況下，太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25可以分解電解液，以產(chǎn)生氫氣等，據(jù)此，該設(shè)施可以通過使用使用氫氣作為燃料的熱源來利用熱量。當(dāng)例如具有太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25的設(shè)施的電力需求低時，切換選擇部分21可以選擇向第一電解電極8和第二電解電極7輸出在光電轉(zhuǎn)換部分2中產(chǎn)生的電動勢的電路。利用這一點，太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25可以分解電解液，以產(chǎn)生氫氣等，由此能夠?qū)⒛芰看鎯闅錃?。用于確定如上所述切換選擇部分21選擇哪個電路的因素可以是多個。如果存在多個因素，則切換選擇部分21可以通過綜合考慮用于確定的多個因素來確定要改變的電路?！で袚Q選擇部分21可以接收從家用智能電表發(fā)送的信號、從電力公司發(fā)送的信號或通過諸如因特網(wǎng)的信息網(wǎng)絡(luò)提供的信號，并且可以基于該信號來選擇要由切換部分10改變的電路。切換選擇部分21可以有線地或無線地接收該信號。13.電解液室電解液室15被設(shè)置以能夠存儲其中浸入第一電解電極8或第二電解電極7的電解液。對于該構(gòu)造，可以向電解液內(nèi)浸入第一電解電極8或第二電解電極7，并且，可以在第一電解電極8和第二電解電極7的表面上進(jìn)行電解液的電解反應(yīng)。電解液室15可以是在第一和第二電解電極8和7與背襯底14之間的空間。電解液室15可以是用于收集從第一電解電極8產(chǎn)生的第一氣體和從第二電解電極7產(chǎn)生的第二氣體的通道。14.背襯底背襯底14可以被設(shè)置在第一電解電極8和第二電解電極7上，以便與透光襯底I相對。另外，背襯底14可以被設(shè)置使得在第一電解電極8或第二電解電極7和背襯底14之間設(shè)置空間。這個空間可以形成為電解液室15。另外，背襯底14可以是可以容納光電轉(zhuǎn)換部分2、第一電解電極8和第二電解電極7的外殼的一部分，并且可以形成電解液室15。另外，背襯底14構(gòu)成電解液室15，并且被設(shè)置來限制所產(chǎn)生的氫氣和氧氣，使得它由具有高空氣泄漏效率的材料構(gòu)成。背襯底14不限于透明或不透明的。背襯底14可以是諸如石英玻璃、Pyrex (注冊商標(biāo))或合成石英板、透明樹脂板或透明樹脂膜的透明剛性材料。其中，優(yōu)選地使用玻璃材料，因為它不透過氣體，并且它在化學(xué)上和物理上穩(wěn)定。當(dāng)外殼用于背襯底14時，優(yōu)選的是，外殼由諸如不銹鋼的鋼材料、諸如氧化鋯或氧化鋁的陶瓷或諸如酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂(MF)或玻璃加強(qiáng)的聚烯胺樹脂的合成樹脂構(gòu)成。15.隔離壁隔離壁13可以被設(shè)置來分離作為在第一電解電極8和背襯底14之間的空間的電解液室15以及作為在第二電解電極7和背襯底14之間的空間的電解液室15。因此，防止在第一電解電極8和第二電解電極7中產(chǎn)生的第一氣體和第二氣體混和，使得可以分離地收集第一氣體和第二氣體。另外，隔離壁13可以包含離子交換劑。在該情況下，它可以均衡在第一電解電極8和背襯底14之間的電解液室15中的電解液以及在第二電解電極7和背襯底14之間的電解液室15中的電解液之間變得不平衡的離子濃度。即，通過隔離壁13移動離子以消除在由第一電解電極8和第二電解電極7上的電解反應(yīng)引起的離子濃度上的不平衡。當(dāng)通過在第一電解電極8和第二電解電極7上的H2O的電解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氧氣時，如果隔離壁13包含離子交換器，則可以消除在質(zhì)子上的不平衡。當(dāng)電解液被電解以產(chǎn)生氫氣和氧氣時，在來自電解液的氫氣產(chǎn)生量和氧氣產(chǎn)生量之間的比率在摩爾比率上為2:1，并且，氣體產(chǎn)生量在第一電解電極8和第二電解電極7之間不同。因此，為了將在裝置中的水含量保持恒定，隔離壁13優(yōu)選地由透水的材料構(gòu)成。隔離壁13可以是由多孔玻璃、多孔氧化鋯或多孔氧化鋁或離子交換劑構(gòu)成的無機(jī)膜。離子交換劑可以是任何公知的離子交換劑，諸如質(zhì)子傳導(dǎo)膜、陽離子交換膜或陰離子 交換膜。用于質(zhì)子傳導(dǎo)膜的材料不被特別限制，只要它具有質(zhì)子傳導(dǎo)和電絕緣屬性，諸如聚合物膜、無機(jī)膜或復(fù)合膜。所述聚合物膜可以是全氟磺酸系列電解膜，諸如由Du Pont制造的Nafion(注冊商標(biāo))、由Asahi Kasei公司制造的Aciplex (注冊商標(biāo))或由Asahi Glass有限公司制造的Flemion (注冊商標(biāo))；或者，由聚磺苯乙烯、磺化聚醚醚酮等形成的氫化碳系列電解膜。所述無機(jī)膜可以是由磷酸鹽玻璃、硫酸氫銫、多鎢磷酸鹽(polytungstophosphate)、多磷酸銨等構(gòu)成的膜。復(fù)合膜由下述部分形成諸如磺化聚酰亞胺系列聚合物或鶴酸的無機(jī)物質(zhì)和諸如聚酰亞胺的有機(jī)物質(zhì)，并且更具體地，由Gore&Associates公司制造的GORE-SELECT (注冊商標(biāo))或孔填充電解膜等。此外，當(dāng)它被用在高溫氣氛(諸如100°C或更大)中時，該材料可以是磺化聚酰亞胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、磺化聚苯并咪唑、磷酸化聚苯并咪唑、硫酸氫銫或多磷酸銨等。所述陽離子交換膜可以是固體聚合物電解質(zhì)，其可以移動陽離子。更具體地，它可以是氟系列離子交換膜，諸如全氟磺酸(perfluoro carbon sulfonate)膜或全氟羧酸(perfluoro carbon carboxylic acid)膜；浸有磷酸的聚苯并咪唑膜；聚磺苯乙烯膜；或者，磺化苯乙烯-乙烯基苯共聚物膜等。當(dāng)在負(fù)載電解液中的陰離子傳輸數(shù)量高時，優(yōu)選地使用陰離子交換膜。作為陰離子交換膜，可以使用可以移動陰離子的固態(tài)聚合物電解質(zhì)。更具體地，它可以是聚鄰苯二胺膜、具有銨鹽衍生基團(tuán)的氟系列離子交換膜、具有銨鹽衍生基團(tuán)的乙烯基苯聚合物膜或使用氯甲基苯乙烯-乙烯基苯共聚物氨化的膜等。當(dāng)分別通過氫氣產(chǎn)生催化劑和氧氣產(chǎn)生催化劑選擇性地執(zhí)行氫氣產(chǎn)生和氧氣產(chǎn)生，并且因此移動離子時，不總是需要諸如用于離子交換的特定膜的構(gòu)件。當(dāng)僅要物理地分離氣體時，可以使用下面在密封材料中描述的紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。16.密封材料密封材料16是將透光襯底I和背襯底14結(jié)合的材料，以密封電解液室15。當(dāng)使用盒狀背襯底14時，使用密封材料16來將該盒和透光襯底I結(jié)合。密封材料16優(yōu)選地是紫外線固化粘結(jié)劑或熱固化粘結(jié)劑，但是其種類不被限制。紫外線固化粘結(jié)劑是通過使用具有波長200至400nm的光照射而聚合并且在被照射后幾秒內(nèi)固化的樹脂，并且被劃分為自由基聚合類型和陽離子聚合類型，并且，自由基聚合類型樹脂由丙烯酸酯或不飽和聚酯形成，并且陽離子聚合類型由環(huán)氧化合物、氧雜環(huán)丁烷或乙烯醚形成。另外，熱固化聚合物粘結(jié)劑可以是有機(jī)樹脂，諸如酚樹脂、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂或熱固化聚酰亞胺。熱固化聚合物粘結(jié)劑通過下述方式成功地結(jié)合構(gòu)件被加熱，并且在熱壓制時在壓制條件下被聚合，然后在被保持壓制的同時被冷卻到室溫，使得不需要緊固構(gòu)件。除了無機(jī)樹脂之夕卜，還可以使用對于玻璃襯底具有高粘結(jié)性的混和材料。通過使用混和材料，改善了諸如彈性和硬度的機(jī)械特性，并且，可以相當(dāng)大地改善耐熱性和耐化學(xué)性。所述混和材料由無機(jī)膠粒和有機(jī)粘合劑樹脂形成。例如，它由下述部分形成諸如二氧化硅的無機(jī)膠粒；以及，有機(jī)粘合劑樹脂，諸如環(huán)氧樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂或聚酯丙烯酸酯樹脂。在此，示出密封材料16，但是不限于此，只要它具有結(jié)合透光襯底I和背襯底14的功能，使得其中從外部使用樹脂或金屬墊圈利用諸如螺釘?shù)臉?gòu)件來施加物理壓力的方法可以偶爾用于增強(qiáng)氣密性。17.進(jìn)水口、第一排氣開口和第二排氣開口 可以通過在太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25中打開密封材料16的一部分來提供進(jìn)水口 18。進(jìn)水口 18被布置來向電解液室15供應(yīng)電解液，并且其位置和形狀不被具體限制，只要可以向太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25有效地供應(yīng)電解液，但是考慮到流動性和容易供應(yīng)，它優(yōu)選地被設(shè)置在太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25的下部。另外，可以通過下述方式來提供第一排氣開口 20和第二排氣開口 19 :在已經(jīng)將太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25設(shè)置為傾斜后，在太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25的上部打開密封材料16。另外，可以分別在通過隔離壁13上的第一電解電極的側(cè)上和第二電解電極的側(cè)上設(shè)置第一排氣開口 20和第二排氣開口 19。通過如上所述提供進(jìn)水口 18、第一排氣開口 20和第二排氣開口 19，太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25可以被設(shè)置使得在它面向下的條件下光電轉(zhuǎn)換部分2的光接受表面相對于水平表面傾斜，并且在下側(cè)定位進(jìn)水口 18，并且在上側(cè)定位第一排氣開口 20和第二排氣開口 19。在該設(shè)置中，可以從進(jìn)水口 18向太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25內(nèi)引入電解液，并且，使用電解液來填充電解液室15。當(dāng)光在該狀態(tài)中進(jìn)入太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25，并且在光電轉(zhuǎn)換部分2上的電動勢被切換部分10輸出到第一電解電極8和第二電解電極7時，分別在第一電解電極8和第二電解電極7中依序產(chǎn)生第一氣體和第二氣體?？梢酝ㄟ^隔離壁13來分離所產(chǎn)生的第一氣體和第二氣體，并且，第一氣體和第二氣體升高到太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置25的上部，并且從第一排氣開口 20和第二排氣開口 19被收集。18.電解液電解液是包含電解質(zhì)的水溶液，諸如包含O. IM的H2SO4的電解液；或者，緩沖溶液，其包含O. IM的磷酸鉀。電解質(zhì)的類型不被特別限制，只要引起用于氣體產(chǎn)生反應(yīng)的離子移動，并且不特別限制電解質(zhì)的濃度。符號的說明I :透光襯底,2 :光電轉(zhuǎn)換部分；4 :第一電極；5 :第二電極,7 :第二電解電極；8 :第一電解電極，9 :第一導(dǎo)電部分，10 :切換部分，11 :絕緣部分；13 :隔離壁，14 :背襯底，15 :電解液室，16 :密封材料，18 :進(jìn)水口，19 :第二排氣開口，20 :第一排氣開口，21 :切換選擇部分，22 :輸出端，23 :輸入端，24a、24b、24c :布線，25 :太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置，27 電解液，28 :光電轉(zhuǎn)換層,29 :第二導(dǎo)電部分,30 :透光電極,31 :背電極,33 :第三導(dǎo)電部分，35 :半導(dǎo)體部分，36 :p型半導(dǎo)體部分，37 :n型半導(dǎo)體部分，40 :隔斷
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置，其包括 光電轉(zhuǎn)換部分，其具有光接受表面和其背表面； 第一電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入電解液中； 第二電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入所述電解液中；以及， 切換部分，其中， 所述第一電解電極和所述第二電解電極被設(shè)置以能夠通過利用通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的電動勢來電解所述電解液以產(chǎn)生第一氣體和第二氣體，并且所述切換部分在向第一外部電路輸出通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路以及向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出通過使用光照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路之間進(jìn)行切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述第一氣體和所述第二氣體之一是氫氣，并且另一種是氧氣。
3.一種太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置，其包括 光電轉(zhuǎn)換部分，其具有光接受表面和其背表面，并且在被使用光照射時在所述光接受表面和所述背表面之間產(chǎn)生電勢差； 第一電極，其被設(shè)置所述光接受表面上； 第一電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入電解液中； 第二電解電極，其被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，以便能夠被浸入所述電解液中；以及， 切換部分，其中， 所述第一電解電極和所述第二電解電極被設(shè)置以能夠通過利用通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的電動勢來電解所述電解液以產(chǎn)生第一氣體和第二氣體，并且所述切換部分在向第一外部電路輸出通過使用光來照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路以及向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出通過使用光照射所述光電轉(zhuǎn)換部分而產(chǎn)生的所述電動勢的電路之間進(jìn)行切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第一電解電極和所述第二電解電極分別被設(shè)置在所述絕緣部分上并且電連接到所述切換部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中， 所述第二電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上，并且被電連接到所述切換部分，并且所述第一電解電極被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，并且被電連接到所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面上形成的第一電極和在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第二電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上并且被電連接到所述第一電極，并且 所述第一電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上并且被電連接到所述切換部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面上形成的第一電極和在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的絕緣部分，其中， 所述第二電解電極被設(shè)置在所述絕緣部分上并且被電連接到所述第一電極，并且 所述第一電解電極被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上并且被電連接到所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其還包括第一導(dǎo)電部分，其電連接所述第二電解電極和所述第一電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一導(dǎo)電部分被設(shè)置在穿透所述光電轉(zhuǎn)換部分的接觸孔上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中 所述絕緣部分被設(shè)置來覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的側(cè)面，并且 所述第一導(dǎo)電部分被設(shè)置在作為所述絕緣部分的一部分的部分上，并且覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述側(cè)面。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中 所述絕緣部分被設(shè)置來覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述側(cè)面，并且， 所述第二電解電極被設(shè)置在作為所述絕緣部分的一部分的部分上，并且覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述側(cè)面，并且使得所述第二電解電極與所述第一電極接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中的任一項所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述光接受表面上設(shè)置的第一電極和在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上設(shè)置的第二電極，其中，所述第一電極和所述第二電極電連接到所述切換部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中，當(dāng)被照射光時，所述光電轉(zhuǎn)換部分在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上的第一和第二區(qū)域之間產(chǎn)生電勢差，其中， 所述第一區(qū)域被形成得電連接到所述第一電解電極，并且 所述第二區(qū)域被形成得電連接到所述第二電解電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部分由具有n型半導(dǎo)體部分和p型半導(dǎo)體部分的至少一種半導(dǎo)體材料形成，其中， 所述第一和第二區(qū)域之一是所述n型半導(dǎo)體部分的一部分，而另一區(qū)域是所述p型半導(dǎo)體部分的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面和所述第一電解電極之間的部分以及在所述背表面和所述第二電解電極之間的部分上設(shè)置的絕緣部分，其中，所述第一電解電極和所述第二電解電極通過其中未設(shè)置所述絕緣部分的所述第一和第二區(qū)域電連接到所述n型半導(dǎo)體部分或所述p型半導(dǎo)體部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中的任一項所述的裝置，其中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域分別電連接到所述切換部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求4至12和15中的任一項所述的裝置，其還包括在所述絕緣部分和所述第一電解電極之間或在所述絕緣部分和所述第二電解電極之間設(shè)置的第二導(dǎo)電部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求I至17中的任一項所述的裝置，其還包括透光襯底，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部分被設(shè)置在所述透光襯底上，使得所述光接受表面位于所述透光襯底側(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項所述的裝置，其還包括在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面?zhèn)壬显O(shè)置的背襯底，其中， 所述第二電解電極被設(shè)置在所述背襯底上，并且被電連接到所述切換部分，并且 所述第一電解電極被設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面上，并且被電連接到所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至19中的任一項所述的裝置，其還包括電解液室，所述電解液室能夠存儲所述電解液，所述第一電解電極和所述第二電解電極能夠被浸入所述電解液內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其包括背襯底，其中，在所述光電轉(zhuǎn)換部分的所述背表面和所述背襯底之間設(shè)置所述電解液室。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的裝置，其還包括隔離壁，其將能夠存儲其中浸入所述第一電解電極的電解液的電解液室和能夠存儲其中浸入所述第二電解電極的電解液的電解液室隔開。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述隔離壁包含離子交換劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求I至23中的任一項所述的裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部分具有由p型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層形成的光電轉(zhuǎn)換層。
25.根據(jù)權(quán)利要求I至24中的任一項所述的裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部分包括串連的多個光電轉(zhuǎn)換層，其中， 所述多個光電轉(zhuǎn)換層向所述第一電解電極和所述第二電解電極供應(yīng)通過光入射產(chǎn)生的電動勢。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置,其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的每一個與第三導(dǎo)電部分串聯(lián)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述第三導(dǎo)電部分包括在所述光電轉(zhuǎn)換層的光接受表面上設(shè)置的透光電極和在所述光電轉(zhuǎn)換層的背表面上設(shè)置的背電極。
28.根據(jù)權(quán)利要求I至27中的任一項所述的裝置，其中，所述第一電解電極和所述第二電解電極之一是氫氣產(chǎn)生部分，用于從所述電解液產(chǎn)生H2，并且另一個是氧氣產(chǎn)生部分，用于從所述電解液產(chǎn)生O2，其中，所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分分別包含用于從所述電解液產(chǎn)生H2的反應(yīng)的催化劑和用于從所述電解液產(chǎn)生O2的反應(yīng)的催化劑。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中，所述氫氣產(chǎn)生部分和所述氧氣產(chǎn)生部分中的至少一個由負(fù)載催化劑的多孔導(dǎo)體形成。
30.根據(jù)權(quán)利要求I至29中的任一項所述的裝置，其中，所述切換部分可電連接到第二外部電路，并且可切換至向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出從所述第二外部電路輸入的電動勢以分別從所述電解液產(chǎn)生所述第一氣體和所述第二氣體的電路。
31.根據(jù)權(quán)利要求I至30中的任一項所述的裝置，其還包括切換選擇部分，其選擇要通過所述切換部分改變的電路，并且向所述切換部分輸出選擇的結(jié)果，其中，所述切換部分基于由所述切換選擇單元選擇的輸入結(jié)果來進(jìn)行切換。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中，所述切換選擇部分基于向所述裝置照射的太陽輻射的預(yù)測量、降雨概率、時間和日期、環(huán)境溫度和電力需求估計中的至少一個來選擇要被所 述切換部分改變的電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置，其可以通過利用太陽能電池的電動勢來產(chǎn)生氣體，并且可以通過利用所述太陽能電池來向外部電路供應(yīng)電力。所述太陽能電池集成的氣體產(chǎn)生裝置包括光電轉(zhuǎn)換單元，其具有光接受表面和在所述光接收表面背側(cè)的背表面；第一電解電極，其被形成在所述光電轉(zhuǎn)換單元的所述背表面?zhèn)?，以便能夠被浸入電解液中；第二電解電極，其被形成在所述光電轉(zhuǎn)換單元的所述背表面上，以便能夠被浸入所述電解液中；以及，切換單元。所述裝置的特征在于，所述第一電解電極和所述第二電解電極被設(shè)置以能夠通過所述光電轉(zhuǎn)換單元接收光而產(chǎn)生的電動勢的作用來電解所述電解液以分別產(chǎn)生第一氣體和第二氣體；并且所述切換單元可在向第一外部電路輸出所述光電轉(zhuǎn)換單元接收光而產(chǎn)生的該電動勢的電路以及向所述第一電解電極和所述第二電解電極輸出所述光電轉(zhuǎn)換單元接收光而產(chǎn)生的電動勢的電路之間進(jìn)行切換。
文檔編號C25B11/06GK102985597SQ201180024700
公開日2013年3月20日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者吉田章人, 加賀正樹, 佐多俊輔 申請人:夏普株式會社