色素増感型太陽電池
【課題】光の入射方向があらゆる方向に変化した場合であっても発電効率の変動を小さくできる色素増感型太陽電池する。
【解決手段】色素増感型太陽電池１０の突起部Ｔ内に透明基板２１及び対向基板２２に挟まれて形成された光電極層１がシェル形状となされていることで、例えば光の入射角度が小さい場合であっても平面により形成されている場合などと比較して光電極層１に対する投影面積が確保され、発電効率の変動を小さくすることができる。
【参照図】 図１
【解決手段】色素増感型太陽電池１０の突起部Ｔ内に透明基板２１及び対向基板２２に挟まれて形成された光電極層１がシェル形状となされていることで、例えば光の入射角度が小さい場合であっても平面により形成されている場合などと比較して光電極層１に対する投影面積が確保され、発電効率の変動を小さくすることができる。
【参照図】 図１
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の入射方向の変動による発電効率の変動が小さい色素増感型太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光の入射方向の変動による発電効率の変動を小さくする色素増感型太陽電池としては、例えば円筒形状に積層した光電変換層と、円筒形状中心部の光電変換層に接して配置された電極及び円筒形状外周部の光電変換層に接して配置した電極とを有する円筒型太陽電池が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の色素増感型太陽電池は、円筒形状中心部を回動軸とした方向に光の入射方向が変動した場合には発電効率の変動は小さいものの、円筒形状の長さ方向に光の入射方向が変動した場合には、平板状のものと同様に発電効率の変動が起こってしまうものであった。
【０００５】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、光の入射方向があらゆる方向に変化した場合であっても発電効率の変動を小さくできる色素増感型太陽電池を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる色素増感型太陽電池は、光入射側から透明基板、透明電極、半導体材料に増感色素を担持させた光電極層、電解質層、対向電極及び対向基板が積層されて形成され、少なくとも前記光電極層がシェル形状となされていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、少なくとも光電極層がシェル形状となされていることで、例えば光の入射角度が小さい場合であっても光電極層に対する投影面積が確保され、発電効率の変動を小さくすることができる。
【０００８】
また前記シェル形状は、半球形状であれば、殆ど全ての方向からの投影面積が等しくなされて、発電効率の変動が更に小さくなされるようにでき好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、少なくとも光電極層がシェル形状となされていることで、例えば光の入射角度が小さい場合であっても光電極層に対する投影面積が確保され、発電効率の変動を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態を示すもので、（ａ）は外観を表す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す厚みを誇張して表した断面図である。まず（ａ）において、色素増感型太陽電池１０は、対向電極２２上に透明基板２１が積層されて形成されたものであるが、色素増感型太陽電池１０の上面には半球状の突起部Ｔが間隔をおいて複数設けられている。次に（ｂ）に示すように、半球状の突起部Ｔ内においては、透明基板２１、透明電極２３、光電極層１、電解質層２４、対向電極２５及び対向基板２２が等間隔に積層され、光電極層１に外界から光が照射されることで発電がおこなわれるようになされている。
【００１２】
ここで、突起部Ｔと同様に光電極層１は半球状となされていることで、突起部Ｔが突設された側においては光Ｌの入射角度θが変化したとしても、その方向からの投影面積の変化が小さいことから、発電効率の変動は小さいものとなり得る。また光電極層１が半球状となされていることで、上述の如き発電効率の変動を小さくできる効果は全ての方向から入射する光に対して得ることができる。かかる色素増感型太陽電池１０は設置方向によらず高い発電効率を得ることができることから、設置における方向合わせが必要なく設置時の作業を簡便なものとすることができる。
【００１３】
また光電極層１の形状は、半球状であればあらゆる方向からの投影面積の差が小さくできるが、少なくともシェル形状であれば発電効率の変動を小さいものとできることから、適宜のシェル形状としたものを用いることができる。
【００１４】
次に以下の実施例により、本発明に係わる色素増感型太陽電池による効果を示す。
【００１５】
（実施例１）
図１に示した如き半球状の突起部を、一体有する色素増感型太陽電池を水平に設置することで本発明に係わる実施例１の色素増感型太陽電池とした。
【００１６】
（比較例１）
実施例１と同一の構成で、且つ受光面積を同一とした平板状の色素増感型太陽電池を水平に設置して、比較例１の色素増感型太陽電池とした。
【００１７】
実施例１及び比較例１の色素増感型太陽電池を晴天時の屋外に設置し、１日の発電量の推移を測定した。その結果を図２のグラフに示すが、縦軸は実施例１及び比較例１のピーク時の発電量を１０としてそれに対する割合を示すもので、横軸を時刻として、時間経過に伴い発電量がどの様に推移したかを表したものである。グラフ中、発電量の推移は実施例１をａ、比較例１をｂとしているが、比較例１はピークに近い発電量を示すのが１２時付近の極短い時間であり、それ以外の時間ではピークに対して５０％以下の発電量となっているが、実施例１は、太陽光の入射角度が小さい朝や夕方においても殆どピーク時と同様の発電量を発生しており、本発明に係わる色素増感型太陽電池は発電効率の変動が極めて小さいことが顕著に現されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係わる色素増感型太陽電池と、従来の色素増感型太陽電池との発電量を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１ 光電極層
２１ 透明電極
２２ 対向電極
２３ 透明電極
２４ 電解質層
２５ 対向電極
１０ 色素増感型太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の入射方向の変動による発電効率の変動が小さい色素増感型太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光の入射方向の変動による発電効率の変動を小さくする色素増感型太陽電池としては、例えば円筒形状に積層した光電変換層と、円筒形状中心部の光電変換層に接して配置された電極及び円筒形状外周部の光電変換層に接して配置した電極とを有する円筒型太陽電池が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の色素増感型太陽電池は、円筒形状中心部を回動軸とした方向に光の入射方向が変動した場合には発電効率の変動は小さいものの、円筒形状の長さ方向に光の入射方向が変動した場合には、平板状のものと同様に発電効率の変動が起こってしまうものであった。
【０００５】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、光の入射方向があらゆる方向に変化した場合であっても発電効率の変動を小さくできる色素増感型太陽電池を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる色素増感型太陽電池は、光入射側から透明基板、透明電極、半導体材料に増感色素を担持させた光電極層、電解質層、対向電極及び対向基板が積層されて形成され、少なくとも前記光電極層がシェル形状となされていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、少なくとも光電極層がシェル形状となされていることで、例えば光の入射角度が小さい場合であっても光電極層に対する投影面積が確保され、発電効率の変動を小さくすることができる。
【０００８】
また前記シェル形状は、半球形状であれば、殆ど全ての方向からの投影面積が等しくなされて、発電効率の変動が更に小さくなされるようにでき好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係わる色素増感型太陽電池によれば、少なくとも光電極層がシェル形状となされていることで、例えば光の入射角度が小さい場合であっても光電極層に対する投影面積が確保され、発電効率の変動を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態を示すもので、（ａ）は外観を表す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す厚みを誇張して表した断面図である。まず（ａ）において、色素増感型太陽電池１０は、対向電極２２上に透明基板２１が積層されて形成されたものであるが、色素増感型太陽電池１０の上面には半球状の突起部Ｔが間隔をおいて複数設けられている。次に（ｂ）に示すように、半球状の突起部Ｔ内においては、透明基板２１、透明電極２３、光電極層１、電解質層２４、対向電極２５及び対向基板２２が等間隔に積層され、光電極層１に外界から光が照射されることで発電がおこなわれるようになされている。
【００１２】
ここで、突起部Ｔと同様に光電極層１は半球状となされていることで、突起部Ｔが突設された側においては光Ｌの入射角度θが変化したとしても、その方向からの投影面積の変化が小さいことから、発電効率の変動は小さいものとなり得る。また光電極層１が半球状となされていることで、上述の如き発電効率の変動を小さくできる効果は全ての方向から入射する光に対して得ることができる。かかる色素増感型太陽電池１０は設置方向によらず高い発電効率を得ることができることから、設置における方向合わせが必要なく設置時の作業を簡便なものとすることができる。
【００１３】
また光電極層１の形状は、半球状であればあらゆる方向からの投影面積の差が小さくできるが、少なくともシェル形状であれば発電効率の変動を小さいものとできることから、適宜のシェル形状としたものを用いることができる。
【００１４】
次に以下の実施例により、本発明に係わる色素増感型太陽電池による効果を示す。
【００１５】
（実施例１）
図１に示した如き半球状の突起部を、一体有する色素増感型太陽電池を水平に設置することで本発明に係わる実施例１の色素増感型太陽電池とした。
【００１６】
（比較例１）
実施例１と同一の構成で、且つ受光面積を同一とした平板状の色素増感型太陽電池を水平に設置して、比較例１の色素増感型太陽電池とした。
【００１７】
実施例１及び比較例１の色素増感型太陽電池を晴天時の屋外に設置し、１日の発電量の推移を測定した。その結果を図２のグラフに示すが、縦軸は実施例１及び比較例１のピーク時の発電量を１０としてそれに対する割合を示すもので、横軸を時刻として、時間経過に伴い発電量がどの様に推移したかを表したものである。グラフ中、発電量の推移は実施例１をａ、比較例１をｂとしているが、比較例１はピークに近い発電量を示すのが１２時付近の極短い時間であり、それ以外の時間ではピークに対して５０％以下の発電量となっているが、実施例１は、太陽光の入射角度が小さい朝や夕方においても殆どピーク時と同様の発電量を発生しており、本発明に係わる色素増感型太陽電池は発電効率の変動が極めて小さいことが顕著に現されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる色素増感型太陽電池の、実施の一形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係わる色素増感型太陽電池と、従来の色素増感型太陽電池との発電量を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１ 光電極層
２１ 透明電極
２２ 対向電極
２３ 透明電極
２４ 電解質層
２５ 対向電極
１０ 色素増感型太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射側から透明基板、透明電極、半導体材料に増感色素を担持させた光電極層、電解質層、対向電極及び対向基板が積層されて形成され、少なくとも前記光電極層がシェル形状となされていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
前記シェル形状は、半球形状であることを特徴とする請求項１に記載の色素増感型太陽電池。
【請求項１】
光入射側から透明基板、透明電極、半導体材料に増感色素を担持させた光電極層、電解質層、対向電極及び対向基板が積層されて形成され、少なくとも前記光電極層がシェル形状となされていることを特徴とする色素増感型太陽電池。
【請求項２】
前記シェル形状は、半球形状であることを特徴とする請求項１に記載の色素増感型太陽電池。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２７３１９９（Ｐ２００７−２７３１９９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９６２１８（Ｐ２００６−９６２１８）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００２４６２）積水樹脂株式会社 (781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００２４６２）積水樹脂株式会社 (781)
【Ｆターム（参考）】
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