專利名稱：太陽能電池板的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池板的結構及使用于該太陽能電池板中的透明板。
背景技術：
通常，由非結晶型硅或單晶硅構成的太陽能電池板由于良好地吸收太陽光，有時發電效率(即，由太陽能電池發電的功率相對太陽光所照射的整個功率的比例)超過20％。但是，由非結晶型硅或單晶硅構成的太陽能電池板通常整體是黑色的，在設計上受到制約，因此當排列于作為人們能夠看到的場所的普通住宅的屋頂時，外觀上有損美觀，其結果是，成為太陽能電池板的普及延遲的一個原因。
另一方面，一直以來，提出了對太陽能電池板進行著色的種種嘗試。例如，在特開昭60-148174號公報(以下，稱為專利文獻1)中，公開了設置有選擇性地反射可見光光譜的一部分的選擇反射層的太陽能電池。如專利文獻1所述，在涂敷了反射太陽光的可見光譜的一部分的選擇反射膜時，觀察者能夠觀察到被反射的可見光的光譜的顏色，其結果是，能夠得到帶有顏色的太陽能電池。
進而，在實公平7-29646號公報(以下，稱為專利文獻2)中，公開了如下的太陽能電池使含有對太陽能電池的發電起作用的波段的光的可見光譜的特定波長的光向四方散射，使散射光的一部分到達觀察者，并且設置有透射特定波長以外的光的波長選擇散射層。
專利文獻1特開昭60-148174號公報專利文獻2實公平7-29646號公報如專利文獻1及2所述，由于使可見光光譜的一部分反射或散射，因此在設置有選擇反射層或波長選擇散射層時，可見光光譜的一部分未被利用于太陽能電池的發電。因此，在專利文獻1及2所示的技術中，存在發電效率在原理上低的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種不使太陽能電池的發電效率降低的可見光透明板。
本發明的太陽能電池板包括具有吸收紅外光且放射可見光的特征的透明板；和由該透明板覆蓋的太陽能電池。
在本發明中，作為具有吸收紅外光且放射可見光的特征的透明板，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，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，可以選擇產生可見光的原子。還有，摻雜在所述材料中的鑭族元素系的原子在進行發色動作時，由于作為離子動作，因此也能夠形成為含有這些離子的材料。
另外，根據本發明可知，作為使用于太陽能電池板的透明板，能夠得到以具有吸收紅外光且放射可見光的特性為特征的太陽能電池用透明板。
(發明效果)根據本發明可知，由于以不對太陽能電池的發電動作起作用的紅外成分的太陽能為基礎進行發色，因此不使太陽能電池的發電效率降低。
另外，根據本發明可知，由于能夠實現各種的發光板，因此與現有的黑色板相比，能夠得到從裝飾的觀點考慮也優越的效果。
圖1(a)及(b)分別是表示本發明第一實施例的太陽能電池板的概觀和動作原理的說明圖；圖2(a)及(b)分別是表示本發明第二實施例的太陽能電池板的概觀和動作原理的說明圖；圖3是表示太陽光光譜的圖表；圖4是表示硅太陽能電池的靈敏度特性的圖表；圖5是表示硅太陽能電池的吸收特性的圖表。
圖中10、20-太陽能電池板；11、21-透明板；12、22-太陽能電池；L1-太陽光；L2-可見光。
具體實施例方式
以下，參照
本發明的實施方式。
由非結晶型硅或單晶硅構成的太陽能電池板通過吸收太陽光，利用太陽光所照射的能量進行發電。圖3所示的太陽光光譜包含從可見區域至比1000nm長的紅外的廣光譜。但是，從圖4所示的普通的硅太陽能電池的靈敏度特性和圖5所示的硅太陽能電池的吸收光譜進行判斷可知，1000nm以上的紅外光幾乎不被利用于太陽能電池發電。
本發明提供一種通過由將幾乎不被利用于該太陽能電池發電的1000nm以上的紅外光的能量轉換為可見光的材料形成的透明板來覆蓋太陽能電池，在完全不使太陽能電池的發電效率降低的情況下發色的太陽能電池板及太陽能電池板用透明板。
作為吸收紅外光并放射可見光的透明板，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，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，可以選擇產生可見光的原子。還有，摻雜在所述材料中的鑭族元素的原子在進行發色動作時，由于作為離子動作，因此也能夠形成為含有這些離子的材料。
根據本發明的實施方式可知，由于以不對太陽能電池的發電動作起作用的紅外成分的太陽能為基礎進行發色，因此不使太陽能電池的發電效率降低。另外，根據本發明可知，由于能夠實現各種的發光板，因此與現有的黑色板相比，能夠得到從裝飾的觀點考慮也優越的效果。
以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施例。
實施例一作為本發明的第一實施例，使用圖1(a)及(b)進行說明。圖1(a)及(b)是表示作為本發明第一實施例的太陽能電池板10的概觀及其動作原理的說明圖。圖示的太陽能電池板10具有使用了非結晶型硅的太陽能電池12、及貼附于該太陽能電池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(注冊商標)玻璃構成，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1000nm附近的紅外光的光子的性質，若照射太陽光L1，則通過其含有的紅外成分激勵為亞穩定狀態。該能級由于比較長，因此在失去活性為最低能量前，能夠進一步吸收紅外光的光子，進而，被激勵為與可見光的能級(energy level)相當的高能級。因此，能夠能量遷移(移秉)到在可見區域具有較多的能量能級的鉺(Er)，鉺(Er)發出可見光L2。由于向四面八方放射所產生的可見光L2，因此通過在太陽能電池12的相反側發散的可見光L2，能夠觀察到著色。另外，在太陽能電池12側前進的可見光利用于太陽能電池的發電。
在本實施例中，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(注冊商標)玻璃。通過鐿(Yb)來吸收紅外光的能量，進而能量遷移的鉺(Er)發出可見光。由于以不對太陽能電池的發電起作用的紅外成分的太陽能能量為基礎進行發色，因此能夠得到不使太陽能電池的發電效率降低，且從裝飾的觀點考慮也優越的太陽能電池板。
實施例二使用圖2(a)及(b)說明本發明的太陽能電池板的第二實施例。圖2(a)是表示太陽能電池板20的概觀的立體圖，圖2(b)是說明其動作原理的圖。圖示的太陽能電池板20由使用了單晶硅的太陽能電池22、和貼附于該太陽能電池22之上的透明板21構成。圖示的透明板21由鈉玻璃構成，作為兩種鑭族元素系列的原子，摻雜了釤(Sm)和銪(Eu)。
在此，說明該實施例的太陽能電池板的原理，若太陽光L1照射于透明板21，則通過吸收了太陽光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)與電子再結合時產生可見光L2。由此，能夠觀察到太陽能電池板20發色。此時，也可以不使用本實施例的銪(Eu)，而使用鈰(Ce)。
在本實施例中，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。由于透明板以不對太陽能電池的動作起作用的紅外成分的太陽能為基礎進行發色，因此能夠得到不使太陽能電池的發電效率降低，從裝飾的觀點考慮也優越的太陽能電池板。
與本發明的太陽能電池板相適合的透明板可以使用實施例一或實施例二中的任意原理，不過由于發色因添加于透明板中的原子的種類而不同，因此也能夠以各種顏色使太陽能電池板發色。
在所述的實施例中，只說明了作為透明板使用了玻璃的情況，不過本發明的透明板不限定于玻璃，例如，也可以通過透明的塑料形成。
(工業上的可利用性)本發明的太陽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損美觀，因此尤其適合于高層建筑物的壁。另外，在汽車或列車的車身等中，通過安裝以與原本的涂敷色相同的顏色發色的透明板，能夠無損美觀。
另外，通過適當組合選擇產生可見光的元素，能夠實現可進行各種發光的太陽能電池板，因此不僅能夠利用于太陽能電池等光·電轉換元件，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，本發明由于能夠滿足較多的需要，因此全國的節能效果顯著增大。
權利要求
1.一種太陽能電池板，其特征在于，具有吸收紅外光且放射可見光的透明板、和由該透明板覆蓋的太陽能電池。
2.如權利要求1所述的太陽能電池板，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.如權利要求2所述的太陽能電池板，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.如權利要求2所述的太陽能電池板，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.如權利要求2所述的太陽能電池板，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。
6.一種太陽能電池用透明板，其特征在于，具有吸收紅外光且放射可見光的特性。
7.如權利要求6所述的太陽能電池用透明板，其特征在于，含有至少兩種鑭族元素系列的原子或離子。
8.如權利要求7所述的太陽能電池用透明板，其特征在于，包括含有パイレツクス(注冊商標)玻璃、堿石灰玻璃的玻璃板。
9.如權利要求7所述的太陽能電池用透明板，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構成的群組。
10.如權利要求8所述的太陽能電池用透明板，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構成的群組。
11.如權利要求6至10中任一項所述的太陽能電池用透明板，其特征在于，安裝于太陽能電池的表面而使用。
全文摘要
太陽能電池板通常是黑色的，在設計性上差。本發明的目的在于提供一種在不使發電效率降低的情況下發色的透明板及使用了該透明板的太陽能電池板。本發明的太陽能電池板用具有吸收紅外光且放射可見光的特征的透明板覆蓋了太陽能電池。由于透明板使用不對發電起作用的紅外光進行發色，因此能夠得到不使太陽能電池的發電效率降低，且從裝飾的觀點考慮也優越的太陽能電池板。
文檔編號H01L31/042GK1977392SQ20058002193
公開日2007年6月6日 申請日期2005年6月24日 優先權日2004年7月7日
發明者大見忠弘, 森本明大, 武久究 申請人:國立大學法人東北大學