專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能電池板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池板的結(jié)構(gòu)及使用于該太陽(yáng)能電池板中的透明板。
背景技術(shù)：
通常，由非結(jié)晶型硅或單晶硅構(gòu)成的太陽(yáng)能電池板由于良好地吸收太陽(yáng)光，有時(shí)發(fā)電效率(即，由太陽(yáng)能電池發(fā)電的功率相對(duì)太陽(yáng)光所照射的整個(gè)功率的比例)超過(guò)20％。但是，由非結(jié)晶型硅或單晶硅構(gòu)成的太陽(yáng)能電池板通常整體是黑色的，在設(shè)計(jì)上受到制約，因此當(dāng)排列于作為人們能夠看到的場(chǎng)所的普通住宅的屋頂時(shí)，外觀上有損美觀，其結(jié)果是，成為太陽(yáng)能電池板的普及延遲的一個(gè)原因。
另一方面，一直以來(lái)，提出了對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行著色的種種嘗試。例如，在特開(kāi)昭60-148174號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中，公開(kāi)了設(shè)置有選擇性地反射可見(jiàn)光光譜的一部分的選擇反射層的太陽(yáng)能電池。如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述，在涂敷了反射太陽(yáng)光的可見(jiàn)光譜的一部分的選擇反射膜時(shí)，觀察者能夠觀察到被反射的可見(jiàn)光的光譜的顏色，其結(jié)果是，能夠得到帶有顏色的太陽(yáng)能電池。
進(jìn)而，在實(shí)公平7-29646號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中，公開(kāi)了如下的太陽(yáng)能電池使含有對(duì)太陽(yáng)能電池的發(fā)電起作用的波段的光的可見(jiàn)光譜的特定波長(zhǎng)的光向四方散射，使散射光的一部分到達(dá)觀察者，并且設(shè)置有透射特定波長(zhǎng)以外的光的波長(zhǎng)選擇散射層。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)昭60-148174號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2實(shí)公平7-29646號(hào)公報(bào)如專(zhuān)利文獻(xiàn)1及2所述，由于使可見(jiàn)光光譜的一部分反射或散射，因此在設(shè)置有選擇反射層或波長(zhǎng)選擇散射層時(shí)，可見(jiàn)光光譜的一部分未被利用于太陽(yáng)能電池的發(fā)電。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1及2所示的技術(shù)中，存在發(fā)電效率在原理上低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低的可見(jiàn)光透明板。
本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板包括具有吸收紅外光且放射可見(jiàn)光的特征的透明板；和由該透明板覆蓋的太陽(yáng)能電池。
在本發(fā)明中，作為具有吸收紅外光且放射可見(jiàn)光的特征的透明板，使用含有兩種以上鑭族元素系列的原子(或其離子)的材料，尤其是玻璃。至少兩種的原子內(nèi)，作為一原子，可以選擇有效地吸收紅外光的原子，作為其他原子，可以選擇產(chǎn)生可見(jiàn)光的原子。還有，摻雜在所述材料中的鑭族元素系的原子在進(jìn)行發(fā)色動(dòng)作時(shí)，由于作為離子動(dòng)作，因此也能夠形成為含有這些離子的材料。
另外，根據(jù)本發(fā)明可知，作為使用于太陽(yáng)能電池板的透明板，能夠得到以具有吸收紅外光且放射可見(jiàn)光的特性為特征的太陽(yáng)能電池用透明板。
(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明可知，由于以不對(duì)太陽(yáng)能電池的發(fā)電動(dòng)作起作用的紅外成分的太陽(yáng)能為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)色，因此不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低。
另外，根據(jù)本發(fā)明可知，由于能夠?qū)崿F(xiàn)各種的發(fā)光板，因此與現(xiàn)有的黑色板相比，能夠得到從裝飾的觀點(diǎn)考慮也優(yōu)越的效果。


圖1(a)及(b)分別是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池板的概觀和動(dòng)作原理的說(shuō)明圖；圖2(a)及(b)分別是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的太陽(yáng)能電池板的概觀和動(dòng)作原理的說(shuō)明圖；圖3是表示太陽(yáng)光光譜的圖表；圖4是表示硅太陽(yáng)能電池的靈敏度特性的圖表；圖5是表示硅太陽(yáng)能電池的吸收特性的圖表。
圖中10、20-太陽(yáng)能電池板；11、21-透明板；12、22-太陽(yáng)能電池；L1-太陽(yáng)光；L2-可見(jiàn)光。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
由非結(jié)晶型硅或單晶硅構(gòu)成的太陽(yáng)能電池板通過(guò)吸收太陽(yáng)光，利用太陽(yáng)光所照射的能量進(jìn)行發(fā)電。圖3所示的太陽(yáng)光光譜包含從可見(jiàn)區(qū)域至比1000nm長(zhǎng)的紅外的廣光譜。但是，從圖4所示的普通的硅太陽(yáng)能電池的靈敏度特性和圖5所示的硅太陽(yáng)能電池的吸收光譜進(jìn)行判斷可知，1000nm以上的紅外光幾乎不被利用于太陽(yáng)能電池發(fā)電。
本發(fā)明提供一種通過(guò)由將幾乎不被利用于該太陽(yáng)能電池發(fā)電的1000nm以上的紅外光的能量轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的材料形成的透明板來(lái)覆蓋太陽(yáng)能電池，在完全不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低的情況下發(fā)色的太陽(yáng)能電池板及太陽(yáng)能電池板用透明板。
作為吸收紅外光并放射可見(jiàn)光的透明板，尤其使用含有兩種以上鑭族元素的原子(或其離子)的材料，尤其使用玻璃。由此，至少兩種原子內(nèi)，作為一原子，可以選擇有效地吸收紅外光的原子，作為其他原子，可以選擇產(chǎn)生可見(jiàn)光的原子。還有，摻雜在所述材料中的鑭族元素的原子在進(jìn)行發(fā)色動(dòng)作時(shí)，由于作為離子動(dòng)作，因此也能夠形成為含有這些離子的材料。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式可知，由于以不對(duì)太陽(yáng)能電池的發(fā)電動(dòng)作起作用的紅外成分的太陽(yáng)能為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)色，因此不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低。另外，根據(jù)本發(fā)明可知，由于能夠?qū)崿F(xiàn)各種的發(fā)光板，因此與現(xiàn)有的黑色板相比，能夠得到從裝飾的觀點(diǎn)考慮也優(yōu)越的效果。
以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例一作為本發(fā)明的第一實(shí)施例，使用圖1(a)及(b)進(jìn)行說(shuō)明。圖1(a)及(b)是表示作為本發(fā)明第一實(shí)施例的太陽(yáng)能電池板10的概觀及其動(dòng)作原理的說(shuō)明圖。圖示的太陽(yáng)能電池板10具有使用了非結(jié)晶型硅的太陽(yáng)能電池12、及貼附于該太陽(yáng)能電池12之上的5mm左右厚度的透明板11。透明板11由パィレックス(注冊(cè)商標(biāo))玻璃構(gòu)成，作為鑭族元素系列的原子(其中也含有被離子化的原子)，摻雜了鐿(Yb)和鉺(Er)這兩種。
鐿(Yb)有吸收波長(zhǎng)1000nm附近的紅外光的光子的性質(zhì)，若照射太陽(yáng)光L1，則通過(guò)其含有的紅外成分激勵(lì)為亞穩(wěn)定狀態(tài)。該能級(jí)由于比較長(zhǎng)，因此在失去活性為最低能量前，能夠進(jìn)一步吸收紅外光的光子，進(jìn)而，被激勵(lì)為與可見(jiàn)光的能級(jí)(energy level)相當(dāng)?shù)母吣芗?jí)。因此，能夠能量遷移(移秉)到在可見(jiàn)區(qū)域具有較多的能量能級(jí)的鉺(Er)，鉺(Er)發(fā)出可見(jiàn)光L2。由于向四面八方放射所產(chǎn)生的可見(jiàn)光L2，因此通過(guò)在太陽(yáng)能電池12的相反側(cè)發(fā)散的可見(jiàn)光L2，能夠觀察到著色。另外，在太陽(yáng)能電池12側(cè)前進(jìn)的可見(jiàn)光利用于太陽(yáng)能電池的發(fā)電。
在本實(shí)施例中，作為透明板使用了摻雜有鐿(Yb)和鉺(Er)這兩種的パィレックス(注冊(cè)商標(biāo))玻璃。通過(guò)鐿(Yb)來(lái)吸收紅外光的能量，進(jìn)而能量遷移的鉺(Er)發(fā)出可見(jiàn)光。由于以不對(duì)太陽(yáng)能電池的發(fā)電起作用的紅外成分的太陽(yáng)能能量為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)色，因此能夠得到不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低，且從裝飾的觀點(diǎn)考慮也優(yōu)越的太陽(yáng)能電池板。
實(shí)施例二使用圖2(a)及(b)說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板的第二實(shí)施例。圖2(a)是表示太陽(yáng)能電池板20的概觀的立體圖，圖2(b)是說(shuō)明其動(dòng)作原理的圖。圖示的太陽(yáng)能電池板20由使用了單晶硅的太陽(yáng)能電池22、和貼附于該太陽(yáng)能電池22之上的透明板21構(gòu)成。圖示的透明板21由鈉玻璃構(gòu)成，作為兩種鑭族元素系列的原子，摻雜了釤(Sm)和銪(Eu)。
在此，說(shuō)明該實(shí)施例的太陽(yáng)能電池板的原理，若太陽(yáng)光L1照射于透明板21，則通過(guò)吸收了太陽(yáng)光L1所含有的紅外光的釤(Sm)生成具有能量的電子，由此，在銪(Eu)與電子再結(jié)合時(shí)產(chǎn)生可見(jiàn)光L2。由此，能夠觀察到太陽(yáng)能電池板20發(fā)色。此時(shí)，也可以不使用本實(shí)施例的銪(Eu)，而使用鈰(Ce)。
在本實(shí)施例中，作為透明板使用了摻雜有兩種鑭族元素系列的原子的鈉玻璃。由于透明板以不對(duì)太陽(yáng)能電池的動(dòng)作起作用的紅外成分的太陽(yáng)能為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)色，因此能夠得到不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低，從裝飾的觀點(diǎn)考慮也優(yōu)越的太陽(yáng)能電池板。
與本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板相適合的透明板可以使用實(shí)施例一或?qū)嵤├械娜我庠?，不過(guò)由于發(fā)色因添加于透明板中的原子的種類(lèi)而不同，因此也能夠以各種顏色使太陽(yáng)能電池板發(fā)色。
在所述的實(shí)施例中，只說(shuō)明了作為透明板使用了玻璃的情況，不過(guò)本發(fā)明的透明板不限定于玻璃，例如，也可以通過(guò)透明的塑料形成。
(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板不僅用于普通住宅，即使不安裝于屋頂而安裝于人們能觀察到的垂直的壁上也無(wú)損美觀，因此尤其適合于高層建筑物的壁。另外，在汽車(chē)或列車(chē)的車(chē)身等中，通過(guò)安裝以與原本的涂敷色相同的顏色發(fā)色的透明板，能夠無(wú)損美觀。
另外，通過(guò)適當(dāng)組合選擇產(chǎn)生可見(jiàn)光的元素，能夠?qū)崿F(xiàn)可進(jìn)行各種發(fā)光的太陽(yáng)能電池板，因此不僅能夠利用于太陽(yáng)能電池等光·電轉(zhuǎn)換元件，也能夠積極地利用于建筑物等的具有裝飾功能的外壁材。
如上所述，本發(fā)明由于能夠滿(mǎn)足較多的需要，因此全國(guó)的節(jié)能效果顯著增大。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池板，其特征在于，具有吸收紅外光且放射可見(jiàn)光的透明板、和由該透明板覆蓋的太陽(yáng)能電池。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板，其特征在于，所述透明板含有兩種以上的鑭族元素系列的原子或離子。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池板，其特征在于，所述兩種鑭族元素系列的原子或離子是釤(Sm)和銪(Eu)、或它們的離子。
4.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池板，其特征在于，所述兩種鑭族元素系列的原子或離子是釤(Sm)和鈰(Ce)、或它們的離子。
5.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池板，其特征在于，所述兩種鑭族元素系列的原子或離子是鐿(Yb)和鉺(Er)、或它們的離子。
6.一種太陽(yáng)能電池用透明板，其特征在于，具有吸收紅外光且放射可見(jiàn)光的特性。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池用透明板，其特征在于，含有至少兩種鑭族元素系列的原子或離子。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電池用透明板，其特征在于，包括含有パイレツクス(注冊(cè)商標(biāo))玻璃、堿石灰玻璃的玻璃板。
9.如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電池用透明板，其特征在于，所述鑭族元素系列的原子或離子選自由Sm、Eu、Ce、Yb、及Er構(gòu)成的群組。
10.如權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池用透明板，其特征在于，所述鑭族元素系列的原子或離子選自由Sm、Eu、Ce、Yb、及Er構(gòu)成的群組。
11.如權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池用透明板，其特征在于，安裝于太陽(yáng)能電池的表面而使用。
全文摘要
太陽(yáng)能電池板通常是黑色的，在設(shè)計(jì)性上差。本發(fā)明的目的在于提供一種在不使發(fā)電效率降低的情況下發(fā)色的透明板及使用了該透明板的太陽(yáng)能電池板。本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板用具有吸收紅外光且放射可見(jiàn)光的特征的透明板覆蓋了太陽(yáng)能電池。由于透明板使用不對(duì)發(fā)電起作用的紅外光進(jìn)行發(fā)色，因此能夠得到不使太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率降低，且從裝飾的觀點(diǎn)考慮也優(yōu)越的太陽(yáng)能電池板。
文檔編號(hào)H01L31/042GK1977392SQ20058002193
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者大見(jiàn)忠弘, 森本明大, 武久究 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人東北大學(xué)