太阳电池装置的制作方法

专利名称：太阳电池装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将光作为能源使用的太阳电池装置。
在向钟表、电子计算器、无线电收音机等产品供电的能源中使用着用单晶硅或多晶硅及非晶形硅等材料形成的太阳电池。
但是，以往是将太阳电池直接暴露在产品外面设置的，因而从外部就能看到太阳电池的原色，这已成为产品设计上的弊病。特别是在钟表等装饰品方面，当因太阳电池而阻碍了结构设计的多样性时，这将对产品价值带来很大影响，所以强烈地期望有所改进。
根据这种期望，提出了在太阳电池的正面安装吸收颜色的滤光层，或安装用来限制光透射波长范围的着色构件层，目的是不能从外部直接看到太阳电池(特开平5-29641号公报)。
然而，在使用了吸收颜色的滤光层的情况下，由于滤光层本身要吸收入射光，所以对太阳电池的光能供给量将减少。因此，一面要向太阳电池充分地供给为发电所必需的光能，一面却又想从外部看不到太阳电池，这是不可能的。
而在使用如特开平5-29641号公报中所述的着色层的情况下，能够在确保对太阳电池的光能供给量的同时，看不到太阳电池。但是，这时在外观质量上出现了问题。即，为了优先考虑太阳电池的遮掩效果，着色层在外观上必须是反射光弱的不鲜明的颜色，所以不能达到谋求结构设计多样化所需要的那种状态。
另外，还提出了在太阳电池的正面依次叠加白色的漫射层及具有透明性的荧光滤光层，以漫射层遮掩太阳电池，同时利用荧光滤光层的作用向外部射出着色光(特开昭60-148172)。
可是，该现有技术虽然对太阳电池的遮掩性能取得大致满意的效果，但因荧光滤光层本身形成波导而使具有透明性的荧光滤光层内部产生的荧光向横向传播，所以到达太阳电池的光能的量变得极少。此外，由具有透明性的荧光滤光层变换成荧光而向外部射出的光量也减少，存在着形成的外观颜色发暗的的缺点。
本发明正是鉴于这种技术背景而开发的，其目的是在向太阳电池供给充分的光能的同时，从外部凭视觉不能辨认出该太阳电池，而且实现外观质量优良且设计多样化。
为达到上述目的，本发明的太阳电池装置采用以下结构。
即，本发明的太阳电池，在太阳电池的正面侧设有使从正面侧入射的光漫射的漫透射层，同时在该漫透射层内含有吸收从正面侧入射的光的规定波长区域的发光体。因此，发光体发光，该光的一部分在漫透射层内被漫反射，与同样被漫反射的入射光一起向外部发射，形成明亮的外观。而由发光体产生的光的另一部分与漫透射后的入射光一起到达太阳电池，供发电用。
作为发光体，可采用包含荧光材料和磷光材料之一种或两种都包含的结构。
这里，如将荧光材料或磷光材料的吸收波段调整到无助于太阳电池发电的波段，同时将发出的光的波段调整到有助于太阳电池发电的波段，则能利用发光体增加供给太阳电池的光能。例如，由于一般的太阳电池利用可见光发电，所以作为发光体来说，适合于采用吸收紫外光而发出可见光的发光体。
通过着眼于发出的光的波长并选定发光体的材料，可以显现出具有各种各样亮度、色彩、色度的任意色调、光泽的外观颜色。将发光颜色不同的发光体组合起来，还能描画出图样。这样，外观结构的设计自由度便扩大了，在应用于装饰品的情况下，可以提高产品的价值。
另外，本发明即使是不将发光体包含在漫透射层内，而是将用同样的材料(但必须是不透明的)构成的发光体层设在太阳电池正面侧的任意位置，也能取得同样的效果。
荧光材料和磷光材料已知在紫外线照射下的二次生成物即氧基与荧光材料或磷光材料的端基反应，阻碍发光并促使材料变黄劣化。
因此，最好是在荧光材料和磷光材料的周围添加受阻胺类光稳定剂。即，受阻胺类光稳定剂具有吸收波长为250nm以下的光线，而使比该波长长的光线透过的特性。此外，由于还兼有捕集添加后物质中的氧基的功能，所以能够解决上述的问题。
在含有发光体的漫透射层的正面侧，还设有紫外线遮蔽层，利用该紫外线遮蔽层吸收一部分从外部入射的紫外线，从而可防止发光体的劣化。
本发明在太阳电池的正面侧还可附加用于遮蔽在太阳电池上的反射光的遮掩层。
遮掩层担负着防止上述反射光向外部射出的作用，通过引入该层能够更进一步地使太阳电池不能从外部看出。
遮掩层的结构还可以具有其透射率随光的入射方向的不同而不同的透射各向异性，从正面侧射向太阳电池侧的光透射量大于从太阳电池侧射向正面侧的光透射量。
在这种情况下，遮掩层对从正面侧的入射光最好具有60～96％的透射率。
这样的遮掩层例如可以通过将无色透明的板状构件的正面机械加工成三维形状而得到。
按照本发明的结构，可以做到既具有作为太阳电池的功能，从外部又辨认不出它的存在，在外观质量上可显现出优异的多种鲜明的外观颜色，所以与以往相比，大幅度地扩展了设计的自由度，使对迄今为止的以上多种用途的应用成为可能。
第1图是用于说明在手表内应用了本发明的太阳电池装置时的实施例1的外观示意图。
第2图是示意地表示出在第1图的A-A线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第3图是在实施例1中使用的由非晶形硅构成的太阳电池的光谱灵敏度曲线图。
第4图是用于说明在电子式计算器中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例2的外观示意图。
第5图是示意地表示出在第4图的B-B线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第6图是用于说明在手表中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例3的外观示意图。
第7图是示意地表示出在第6图的C-C线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第8图是用于说明在电子式计算器中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例4的外观示意图。
第9图是示意地表示出在第8图的D-D线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第10图是用于说明在手表中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例5的外观示意图。
第11图是示意地表示出在第10图的E-E线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第12图用于说明在电子式计算器中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例6的外观示意图。
第13图是示意地表示出在第12图的F-F线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第14图是用于说明在手表中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例7的外观示意图。
第15图是示意地表示出在第14图的G-G线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
第16图是示意地表示出本发明实施例7的太阳电池装置的结构的剖面示意图。
第17图是在实施例7中使用的遮掩层的棱形角度与光透射率之间的关系曲线图。
第18图是示意地表示出本发明实施例8的太阳电池装置的结构的剖面示意图。
第19图是示意地表示出实施例8中使用的遮掩层结构的剖面示意图。
第20图是在实施例8中使用的遮掩层的棱形角度与透光率之间的关系曲线图。
第21图是示意地表示出本发明实施例9的太阳电池装置的结构的剖面示意图。
第22图是示意地表示出本发明实施例10的太阳电池装置的结构的剖面示意图。
以下，参照


本发明的实施例。
实施例1第1图是用于说明在手表内应用了本发明的太阳电池装置时的实施例1的外观示意图，图中示出了将太阳电池分成4部分设置在表盘内侧的状态。第2图是在第1图的A-A线剖面中示意地表示出从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在表壳11内，固定着玻璃基片12。在该玻璃基片12的背面，通过用等离子体CVD法形成非晶形硅膜，制成太阳电池13。而在玻璃基片12的正面侧，设有包含荧光体14的漫透射层15，将漫透射层15兼作表盘使用，从而构成太阳电池式手表。
这里，作为荧光体14可以采用吸收紫外光而发出可见光、或吸收波长在500nm以下的可见光而发出波长在500nm以上的可见光的各种荧光物质。例如，在本实施例1中，作为荧光体14使用了4、4′-二氨基芪-2、2′-二磺酸衍生物类的荧光增白染料(发光中心波长430nm)及若丹明B(发光中心波长580nm)。
通过在透明树脂材料中混合碳酸钙粉末等、或在透明体中散布散射物质，可以很容易地获得漫透射层15。
如增加漫透射层15中的荧光体14的含有量，则荧光体14的光吸收量和荧光发射量都增加。但是，当含有量达到一定浓度时，所发射的荧光被邻近的荧光体分子吸收，将使荧光的总发射量减少。该现象就是通常所知的浓度消光。
开始浓度消光的极限浓度随荧光体14的种类而不同，在漫透射层15内所含有的荧光体14，最好是在不发生浓度消光的范围内。在本实施例1中，在透明的甲基丙烯酸甲酯树脂中含有0.5重量％的上述荧光体14。在该浓度下不会发生浓度消光。
另一方面，可通过漫透射层15的制造方法等任意控制其透光率。在本实施例1中，在透明的甲基丙烯酸甲酯树脂中混入2.0重量％的碳酸钙粉末，形成0.5mm厚的片层。
将按如上所述方法制成的含有荧光体14的漫透射层15重叠在太阳电池13上，并按电动势特性评价了到达太阳电池的光能量。
还同时评价了太阳电池13的遮掩效果及外观质量。这里，对甲基丙烯酸甲酯树脂中的碳酸钙含有量为2.0重量％的代表例，进行了与现有技术的比较。
因到达太阳电池13的光能量随荧光体14发出的荧光色而不同，所以太阳电池13的电动势特性也发生变化，但在遮掩效果与外观质量的相关性方面，显示了与荧光色无关的大致相同的倾向。
这时，将仅有太阳电池的结构作为现有例1、在太阳电池的正面侧配置了具有光漫射性的吸收滤光层的结构作为比较例1-1(白色滤光层)及比较例1-2(黄色滤光层)、在太阳电池的正面侧配置了包含特开平5-29641号公报所述漫透射层的着色构件层(干涉滤光层)的结构作为比较例1-3、在太阳电池的正面侧配置了包含特开昭60-148172号公报所述白色漫射片的彩色漫射层(透明荧光滤光层)的结构作为比较例1-4，一起进行了评价。
作为电动势特性的评价基准是在通常的室内光(荧光灯照明200勒克司)照射下5级串联时的电动势在2.50V以上为合格。其结果列于表1。
从表1可以明显看出，在现有例和比较例中，确保太阳电池的电动势、遮掩效果及外观质量不可能同时都得到满足。与此相反，如采用本发明实施例1的结构，即可在将太阳电池的电动势充分地保持在可工作的范围的同时，还能遮掩太阳电池13的外观，而且外观质量也是优异的。这种情况就意味着全然不会意识到太阳电池13的外观且能够实现多种结构设计。
接着，评价了上述实施例1与各个比较例的结构的不同对太阳电池装置的外观质量的影响。
这时，还通过用照度计并根据太阳电池13的电动势特性对实施例1的漫透射层15的透光量所做的估算，对漫透射层15中所含荧光体14的增感效果进行了研讨。
其结果是，判明了漫透射层15中不含荧光体14时供给太阳电池13的光量比含有荧光体14时要少。这是由于荧光体14的波长变换作用使太阳电池的灵敏度增加了的缘故。即，其结果是属于太阳电池13的低灵敏度波段的光，经荧光体14进行波长变换后变成属于太阳电池13的高灵敏度波段的光。
利用荧光体14的这种波长变换作用，通过适当选定荧光体14的种类，可以根据入射光的波长分布使太阳电池获得最佳的增感效果。例如，作为典型室内照明光的3亮线型荧光灯的光，在波长为440nm、510nm、580nm时具有强的输出峰值，所以可通过使用荧光体14吸收太阳电池13灵敏度低的440nm以下波段的光而发射出太阳电池13灵敏度高的从550nm到600nm的光，提高太阳电池13的增感效果。
在实施例1中，如光从外部入射到含有荧光体14的漫透射层15，则入射光中波长处在荧光体14的波长范围内的光被荧光体14吸收，变成波长更长的光后从荧光体14发出。
在本发明实施例1示出的太阳电池装置的结构中，荧光体14用来吸收非晶形硅太阳电池13的光接收灵敏度等于零的紫外光而发出可见光，或者是吸收太阳电池13的光接收灵敏度低的波长为500nm以下的可见光而发出该太阳电池13的光接收灵敏度高的波长为500nm以上的可见光。
非晶形硅太阳电池13的光谱灵敏度示于图3。
在本发明的实施例1中，由荧光体14吸收的波长的光被变换为极有利于太阳电池13发电的波长的光后入射到太阳电池13，所以与采用比较例1-1、比较例1-2那样的吸收滤光层的情况相比，减少了太阳电池13的电动势特性的降低程度。
但是，荧光体14的量子效率过低时，不能利用荧光体14的波长变换作用对太阳电池13发挥增感效果。因此，以荧光体14的量子效率高为好。此外，在实施例1中，从荧光体14发出的光也向太阳电池装置的正面侧(观测者侧)发射，所以观测者可以看到清晰明亮的荧光色。
与比较例1-3的结构在外观质量上的差别正是在这一点上。即，在比较例1-3中，是想将从干涉滤光层反射的光在漫透射层中漫射后显现出来。可是，因该漫透射层还兼有遮掩太阳电池的目的，所以如要发挥遮掩效果，则透射性能就要降低而且外观颜色也模糊不清。其结果是，在比较例1-3的结构中得不到良好的外观质量。
在比较例1-4中，从具有透明性的荧光滤光层发出的荧光，在荧光滤光层本身作为波导的作用下在该荧光滤光层的平面内传播，并从横向的端面漏出。因此，向太阳电池侧及观测者侧的荧光出射量都减少，从而造成电动势特性及外观质量的降低。
实施例2以下，参照第4图和第5图对与本发明实施例2有关的太阳电池装置进行说明。
第4图是用于说明在电子式计算器中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例2的外观示意图，在显示部21的外周部分配置着太阳电池装置。第5图是示意地表示出在第4图的B-B线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在本实施例2中，显示部21及太阳电池22从内侧固定在台式电子计算器框架23的开口部。并且，在该太阳电池22的上部叠加荧光体层24及漫透射层25而形成了太阳电池装置。
具体地说，与实施例1相同，将混入了2.0重量％的碳酸钙粉末的甲基丙烯酸甲酯树脂模压成0.5mm厚而构成漫透射层25，并在该漫透射层25的背面(朝向太阳电池的面)涂布约5μm的氧杂萘邻酮类衍生物的荧光增白染料作为荧光体层24，从而获得了上述结构。荧光增白染料用不透明的粘合剂固定。
对按如上所述方法制成的太阳电池装置进行了与实施例1同样的评价，结果取得了与实施例1大致相同的效果。此外，在实施例2的太阳电池装置中还在漫透射层25的正面(背向太阳电池的面)上形成荧光体层24，也取得了同样的效果。
但是，在实施例2的结构中，当荧光体层24具有透明性时，与上述比较例1-4相同，荧光在自身层内横向传播使入射到太阳电池22的荧光量显著减少。因此，荧光体层24最好采用没有透明性的。
对于上述实施例2的结构，通过改变漫透射层25和荧光体层24的总透光率，检查了太阳电池装置的可使用范围。
试样是在透明的甲基丙烯酸甲酯树脂中混入作为赋予漫透射性材料的碳酸钙粉末而构成漫透射层25，再将氧杂萘邻酮类衍生物的荧光增白染料按1∶1∶10的重量比混合后用旋转涂布法在该漫透射层25的一侧表面上形成约5μm的荧光体层24。
漫透射层25的透光率由树脂中的碳酸钙浓度(0.1～10.0重量％)加以控制。将该试样叠加在太阳电池22上，使该荧光体层24变成朝向太阳电池22一侧。然后，用照度计测定漫透射层25和荧光体层24的总透光率，从太阳电池22的电动势特性和遮掩性能方面检查可使用范围。太阳电池22的电动势特性，将在200勒克司的荧光灯照明下5级串联时的电动势在2.50V以上作为合格基准。
其结果是，当漫透射层25和荧光体层24的总透光率达40％以上时，太阳电池22的电动势特性也超过了合格基准。漫透射层25和荧光体层24的总透光率越高，其电动势特性越为优良。但是，在太阳电池22的遮掩性能方面，已判明了当上述总透光率超过85％时得不到令人满意的结果。
因此，漫透射层25和荧光体层24的总透光率最好是在40％～85％的范围内。
如采用上述的实施例1、2所示的太阳电池装置，由于能够从外部遮掩太阳电池的存在，所以就能将太阳电池有效地设置在以往因结构上的限制不可能配置的剩余空间内了。
在实施例1中，示出了漫透射层15含有荧光体层14的情况，但如在透明基片内混入荧光体14并对该片的一面或两面进行加工而形成漫透射层15，也能获得与实施例1的太阳电池装置同样的效果。
另外，在实施里1中制作漫透射层15时，用于获得漫透射功能的材料(碳酸钙)与荧光体14是分别混入的，但因在透明体中分散荧光颜料可同时赋予漫透射性和荧光性，所以制作更为简单。
在上述实施例1、2中，将荧光体14或荧光体层24作为构成要素，但也可代替这两者，而将在光入射后发出磷光的磷光体或磷光体层作为构成要素。
这里，作为荧光体材料或磷光体材料，除均二苯代乙烯衍生物、若丹明B、氧杂萘邻酮衍生物之外，还可采用吸收紫外光而发出可见光、或吸收波长为500nm以下的可见光而发出波长为500以上的可见光的各种发光材料。
作为这种荧光体材料或磷光体材料的例子有，二萘嵌苯及其衍生物、恶唑衍生物、萘二甲酰亚胺类化合物、若丹明G、水杨嗪、二甲酸、蒽嘧啶衍生物、蒽醌衍生物、YVO4Sm、Y2O2Ho、稀土类离子一β二酮-1.10菲绕啉三元配位化合物、稀土类离子-β二酮-氧化三辛基磷三元配位化合物等化合物。
在实施例1、2中，作为漫透射层15、25使用了混入碳酸钙粉末后的甲基丙烯酸甲酯树脂，但也可使用其他的塑料材料或白色粉末等。除了在树脂中混入白色粉末以外，还可将透明的玻璃或树脂的表面进行珩磨处理，或加工成鱼眼镜头状、双凸透镜状、或菲涅尔透镜状，或在该表面上形成细棱形状的层等来形成漫透射层15、25。
另外，通过使塑料的表面变质，或使用聚四氟乙烯及聚甲醛树脂(聚缩醛)一类的在分子结构上具有漫透射性的树脂，也可以形成漫透射层15、25。
本发明的太阳电池装置中的含有荧光体或磷光体的漫透射层或漫透射层与荧光体层(磷光体层)的叠层体，因能形成薄层形状，所以只需几百μm的空间就足够了，设置空间在厚度方向上几乎不受限制。又因能够做到从外部看不到太阳电池，所以就意味着能够实现全然不会意识到太阳电池外观的优良的结构设计。
实施例3下面，参照第6图、第7图对与本发明实施例3有关的太阳电池装置进行说明。
第6图是用于说明在手表中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例3的外观示意图，示出了太阳电池在表盘内侧分4部分设置的状态。第7图是示意地表示出在第6图的C-C线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在表壳31内，固定着玻璃基片32。在该玻璃基片32的背面，通过用等离子体CVD法形成非晶形硅膜，制成太阳电池33。而在玻璃基片32的正面侧，设有包含荧光体34、受阻胺类光稳定剂35、光漫射物质36的漫透射层37，将该漫透射层37兼作表盘使用，从而构成太阳电池式手表。
在实施例3中，作为漫透射层37采用透明的环氧树脂。作为在漫透射层37内的光漫射物质36，添加了1.0重量％的平均粒径为1μm的二氧化钛微粒。而荧光体是分别在漫透射层37内添加了0.5重量％的吸收紫外线而发出可见光的芪二苯并恶唑衍生物的荧光染料(发光中心波长为430nm)及吸收波长在500nm以下的可见光而发出波长在500nm以上的可见光的若丹明B(发光中心波长为580nm)。此外，作为受阻胺类光稳定剂35是在漫透射层37内添加了0.5重量％的双(2、2、6、6-四甲基-4-哌嗪)癸二酸酯。并按厚0.5mm的薄片状制作了含有上述物质的漫透射层37。
比较例3为确认上述实施例3的效果，作为比较例3只是没有添加受阻胺类光稳定剂，使用了其它与实施例3相同的物质、相同的添加量并按同样大小形成的漫透射层。
将上述实施例3及比较例3的漫透射层重叠在太阳电池33的正面，根据电动势特性评价了从正面侧到达太阳电池33的光能量。
作为电动势特性的评价基准，在通常的室内光(荧光灯照明200勒克司)下5级串联时的电动势在2.50V以上为合格。同时，评价了太阳电池33的遮掩效果及太阳电池装置的耐候性。在波长350nm至450nm的碳弧下连续照射100小时，用日晒气候色牢度仪测定，在ISO 105-A03规定的污染用灰色分级卡上比色图在4-5号以上者为合格。
以上结果列于表2。在实施例3和比较例3中，因荧光体34发出的荧光色而使到达太阳电池33的光能量不同，因而太阳电池33的电动势特性也随之发生变化。而在太阳电池33的遮掩效果及外观质量的相关性方面，显示出与荧光色无关的同样倾向。
实施例3和比较例3在确保太阳电池的电动势及外观遮掩性方面都是合格的，没有看出多大差异。但是，在耐候性上，在连续暴露于碳弧下100小时后，用日晒气候色牢度仪测定的污染用灰色分级卡评价用的比色图境行评价，结果是实施例3在4-5号以上，与此相反，没有添加受阻胺类光稳定剂的比较例3在3号以下，可以看出实施例3在耐候性上有飞跃的提高。表2
<p>实施例4下面，参照第8图、第9图对与本发明实施例4有关的太阳电池装置进行说明。
第8图是用于说明在电子式计算器中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例4的外观示意图，太阳电池42分4部分围绕显示部41的外周设置。第9图是示意地表示出在第8图的D-D线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在本实施例4中，显示部41及太阳电池42从内侧固定在台式电子计算器框架43的开口部。并且，在该太阳电池42的上部叠加漫透射层44而形成了太阳电池装置。在漫透射层44内分别添加了荧光体45、受阻胺类光稳定剂46、光漫射物质47。
具体地说，在漫透射层44的基体材料中采用了甲基丙烯酸甲酯树脂。作为荧光体14是在漫透射层44内添加了0.5重量％的4、4′-二氨基芪-2、2′-二磺酸衍生物类的荧光增白染料(发光中心波长为430nm)。作为受阻胺类光稳定剂46采用双(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，以0.5重量％添加在漫透射层44内。作为光漫射物质47采用平均粒径为1μm的钛微粒，以0.1重量％添加在漫透射层44内。
将如上制造的太阳电池装置与上述实施例3一样进行了评价，其结果是能获得与实施例3几乎相同的效果。
通过改变添加在实施例4的漫透射层44内的光漫射物质47的浓度改变该层44的透光率，检查了太阳电池42的可使用范围。
这里，使环氧树脂中的平均粒径为1μm的二氧化钛微粒的浓度在0.05重量％～10.0重量％的范围内变化，控制漫透射层44的透光率。
具体地说，将漫透射层44置于太阳电池42之上，用照度计测定透光率，从太阳电池42的电动势特性及遮掩性能方面检查了可使用范围。太阳电池42的电动势特性以在200勒克司的荧光灯照明下5级串联时的电动势在2.50V以上为合格。
其结果是，当漫透射层44的透光率达40％以上时，电动势满足2.50V以上，判明了透光率越高，其电动势特性越为优良。另一方面，在太阳电池42的遮掩性能方面，已判明了当透光率超过85％时在外观质量上将发生问题。因此，漫透射层44的透光率最好是在40％～85％的范围内。
在上述实施例3、4中，在漫透射层44内添加荧光体45，但作为代替，也可添加在光入射后发出磷光的磷光体。
这里，作为荧光体或磷光体，除芪二苯并恶唑衍生物、若丹明B、芪衍生物之外，还可采用吸收紫外光而发出可见光、或吸收波长在500nm以下的可见光而发出波长在500nm以上的可见光的各种发光体。
例如可以使用的材料有，2、5-双〔5′-叔丁苯并恶唑基(2)〕噻吩、二萘嵌苯、二萘嵌苯衍生物、氧杂萘邻酮衍生物、恶唑衍生物、萘二甲酰亚胺类化合物、若丹明G、水杨嗪、ジキサンチレン、蒽嘧啶衍生物、蒽醌衍生物、YVO4Sm、Y2O2Ho、稀土类离子-β二酮-1.10菲绕啉三元配位化合物、稀土类离子-β二酮-氧化三辛基磷三元配位化合物等化合物。
另外，在实施例3、4中，作为受阻胺类光稳定剂35、46采用双(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，但象双(1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；1-〔2-〔3-(3、5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸基〕乙基〕-4-〔3-(3、5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸基〕-2、2、6、6-四甲基哌嗪；4-苯甲酸基-2、2、6、6-四甲基哌嗪；8-乙酰基-3-十二烷基-7、7、9、9-四甲基-1、3、8-噻三唑〔4·5〕癸烷-2、4-双酮；丁二酸二甲酯·1-(2-羟乙基)-4-2、2、6、6-四甲基哌嗪；聚〔{6-(1、1、3、3-四甲基丁基)氨基-1、3、5-三嗪-2、4-ジイル}{(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六甲撑{(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}〕；N、N′-双(3-氨丙基)乙胺·2、4-双〔N-丁基-N-(1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基)氨基〕-6-氯基-1、3、5-三嗪；2-(3、5-二叔丁基-4-羟苄基)-2-n-丁基丙二酸双(1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基)；1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基/十三烷基1、2、3、4-丁烷四羧酸盐等，如具有将哌嗪的2位及6位碳上的全部氢以甲基置换后的结构，则也可使用其中任何一种材料。
在实施例3、4中，作为漫透射层37、44的基体材料，采用了透明的环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯树脂，同时作为光漫射物质36、47使用了平均粒径为1μm的二氧化钛微粒，但并不限定于此。
例如，对于漫透射层37、44的基体材料，代替环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯树脂，也可采用聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明的塑料材料。对于光漫射物质36、47，代替二氧化钛微粒，也可采用碳酸钙及粉粒化的镁等白色粉末，平均粒径也不限定1μm而可以用任意粒径的粉末。
另外，在实施例3、4的结构中，在漫透射层37、44内添加荧光体34、45及受阻胺类光稳定剂35、46，但也可将荧光体34、45及受阻胺类光稳定剂35、46形成与漫透射层37、44不同的层。
漫透射层37、44除了在透明树脂中混入白色粉末以外，还可通过将透明树脂或玻璃的表面进行珩磨处理，或加工成鱼眼镜头状、双凸透镜状、或菲涅尔透镜状，或在该表面上形成细棱形状的层等来制成。
另外，通过将塑料的表面变质、改性，或使用聚四氟乙烯及聚缩醛一类的在分子结构上具有漫透射性的树脂，也可以形成漫透射层37、44。
如增加荧光体34、45的添加量，则与实施例1、2的情况一样，发生浓度消光现象，所以必须考虑不发生该浓度消光的浓度极限，调整荧光体34、45的添加量。在上述实施例3、4的浓度下，没有发生浓度消光。
实施例5下面，参照第10图、第11图对与本发明实施例5有关的太阳电池装置进行说明。
第10图是用于说明在手表中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例5的外观示意图，示出太阳电池分4部分设置在表盘内侧的状态。第11图是示意地表示出在第10图的E-E线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在表壳51内，固定着玻璃基片52。在该玻璃基片52的背面，通过用等离子体CVD法形成非晶形硅膜，制成太阳电池53。而在玻璃基片12的正面侧，设有漫透射层5和紫外线遮蔽层55，将漫透射层54兼作表盘使用，从而构成太阳电池式手表。
漫透射层54的基体材料采用透明的环氧树脂。作为光漫射物质56添加了1.0重量％的平均粒径为1μm的钛微粒。而作为荧光体是分别在漫透射层54内添加了0.5重量％的吸收紫外线而发出可见光的芪二苯并恶唑衍生物的荧光染料(发光中心波长为430nm)及吸收波长在500nm以下的可见光而发出波长在500nm以上的可见光的二萘嵌苯衍生物的荧光染料(发光中心波长为610nm)。按厚0.4mm的薄片状制作了上述的漫透射层54。
紫外线遮蔽层55以透明的环氧树脂作为基体材料，并在紫外线吸收剂58内添加1.0重量％的2、4-二羟基二苯甲酮，制作成厚0.25mm的薄片状，叠加在漫透射层54的正面。
比较例5为确认上述实施例5的太阳电池装置的效果，作为比较例5只是没有叠加紫外线遮蔽层55，使用了其它与实施例5相同的物质、相同的添加量并按同样大小制成了漫透射层。
将上述实施例5制成的漫透射层54及紫外线遮蔽层55重叠在太阳电池53上，根据电动势特性评价了从正面侧到达太阳电池53的光能量。同样，将比较例5的漫透射层配置在太阳电池上，根据电动势特性评价了从正面侧到达太阳电池53的光能量。作为电动势特性的评价基准是在通常的室内光(荧光灯照明200勒克司)照射下5级串联时的电动势在2.50V以上为合格。
同时，评价了太阳电池53的遮掩效果及太阳电池装置的耐候性。在波长350nm至450nm的碳弧下连续照射100小时，用日晒气候色牢度仪测定，在ISO 105-A03规定的污染用灰色分级卡上比色图在4-5号以上者为合格。
以上结果列于表3。即，因荧光体57发出的荧光色而使到达太阳电池53的光能量不同，因而带电的电动势特性也随之发生变化。而在太阳电池53的遮掩效果及外观质量的相关性方面显示了与荧光色无关的同样倾向。作为结论，实施例5和比较例5在确保太阳电池的电动势及外观遮掩性方面都超过合格基准，没有看出多大差异。
但是，在紫外线的遮蔽性方面，在比较例5中透射吸收将近90％的紫外线，而与此相反，实施例5的透射吸收量在20％以下。由于该紫外线透射吸收量之差，在耐候性上也产生了显著的差别。即，在连续暴露于碳弧下100小时后用日晒气候色牢度仪测定的污染用灰色分级卡评价中的比色图，没有配置紫外线遮蔽层的比较例5在2-3号以下，而与此相反，本实施例5则在4-5号以上。因此，实施例5的太阳电池装置能防止因吸收紫外线而造成的荧光体57的劣化，可以看出耐候性有飞跃的提高。
表3
实施例6以下，参照第12图和第13图对与本发明实施例6有关的太阳电池装置进行说明。
第12图是用于说明在电子式计算器中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例6的外观示意图，太阳电池62围绕显示部61的外周分成4部分配置。第13图是示意地表示出在第12图的F-F线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在本实施例6中，显示部61及太阳电池62从内侧固定在台式电子计算器框架63的开口部。并且，在该太阳电池62的上部叠加而形成漫透射层64和紫外线遮蔽层65。
在漫透射层64分别添加荧光体66及光漫射物质67。具体地说，作为漫透射层67的基体材料采用了透明的甲基丙烯酸甲酯树脂。作为荧光体66，采用2、5-双〔5′-t-丁苯并恶唑基(2)〕噻吩(发光中心波长为435nm)，以0.5重量％添加在漫透射层67内。作为光漫射物质67，采用平均粒径为1μm的二氧化钛微粒，以1.0重量％添加在漫透射层67内。
对紫外线遮蔽层65的基体材料采用了环氧树脂，作为紫外线吸收剂68，添加了1.0重量％的2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑。
对按如上所述方法制成的太阳电池装置进行了与实施例5同样的评价，结果取得了与实施例5大致相同的效果。
通过改变添加在漫透射层64内的光漫射物质的浓度改变透光率，检查了作为太阳电池的可使用范围。这里，使环氧树脂中的平均粒径为1μm的二氧化钛微粒的浓度在0。08重量％～12.0重量％的范围内变化，控制了透光率。
具体地说，将漫透射层64置于太阳电池62之上，用照度计测定透光率，从太阳电池62的电动势特性及遮掩性能方面检查了可使用范围。太阳电池62的电动势特性，以在200勒克司的荧光灯照明下5级串联时的电动势在2.50V以上为合格。
其结果是，当透光率达40％以上时，满足2.50V以上的电动势，判明了透光率越高，其电动势特性越为优良。另一方面，在太阳电池62的遮掩性能方面，已判明了当透光率超过85％时将发生问题。因此，漫透射层64的透光率最好是在40％～85％的范围内。
在上述实施例5和6中，在漫透射层54、64内添加荧光体57、66，但也可添加磷光体代替荧光体57、66。
作为荧光体或磷光体，除均二苯代乙烯二苯并恶唑衍生物、二萘嵌苯衍生物、2、5-双〔5′-特丁苯并恶唑基(2)〕噻吩之外，还可采用吸收紫外光而发出可见光、或吸收波长在500nm以下的可见光而发出波长在500以上的可见光线的各种发光体。
例如可以使用的物质有，4、4′-二氨基芪-2、2′二磺酸氧、氧杂萘邻酮衍生物、恶唑衍生物、萘二甲酰亚胺类化合物、若丹明B、若丹明G、水杨嗪、ジキサンチレン、蒽嘧啶衍生物、蒽醌衍生物、YVO4Sm、Y2O2Ho、稀土类离子-β二酮-1.10菲绕啉三元配位化合物、稀土类离子-β二酮-氧化三辛基磷三元配位化合物等化合物。
在实施例5、6中，作为漫透射层54、64的基体材料，采用了透明的环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯树脂，但也可采用聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明的塑料材料代替这种材料。
作为光漫射物质56、67，也可采用碳酸钙及粉粒化的镁等白色粉末代替二氧化钛微粒，平均粒径也不限定1μm而可以用任意粒径的粉末。
此外，在上述实施例5、6中，是在漫透射层54、64内添加荧光体57、66，但也可形成与漫透射层54、64不同的荧光体层。
漫透射层54、64除了在透明树脂中混入白色粉末以外，还可通过将透明树脂或玻璃的表面进行珩磨处理，或加工成鱼眼镜头状、双凸透镜状、或菲涅尔透镜状，或在该表面上形成细棱形状的层等来制成。另外，通过将塑料的表面变质、改性，或使用聚四氟乙烯及聚缩醛一类的在分子结构上具有漫透射性的树脂，也可以形成漫透射层54、64。
在实施例5、6中，对紫外线遮蔽层55、65的基体材料采用了环氧树脂，作为紫外线吸收剂采用了2、4-二羟基二苯甲酮及2-(2′-羟基-5′甲基苯)苯并三唑，但对基体材料也可采用甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明的塑料材料。
另外，也可用旋转涂布法、浸渍法等在含有荧光体或磷光体的层上直接形成紫外线遮蔽层。
作为紫外线吸收剂也可采用例如，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮；2-羟基-4-十二烷基羟基二苯甲酮；2、2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2、2′-二羟基-4、4′-二甲氧基二苯甲酮；2-羟基-4-甲氧基--5-磺基二苯甲酮；2-(2′-羟基-5′叔丁基苯基)苯并三唑；2-(2′-羟基-3、5′二叔丁基苯基)苯并三唑；2-(2′-羟基-3′叔丁基-5′-甲苯基)-5-氯基苯并三唑；2-(2′-羟基-3、5′二叔丁基苯基)-5-氯基苯并三唑；2-(2′-羟基-3′、5′二叔戌基苯基)苯并三唑；2-{2′-羟基-3′-3″、4″、5″、6″-四氢化邻苯二甲酰亚胺基甲基)-5′-甲基苯}苯并三唑；苯基水杨酸酯；水杨酸对叔丁基苯酯；水杨酸对辛基苯酯等。
在实施例5、6中，为提高含有荧光体或磷光体的层的耐候性，也可添加少量的具有将双(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯一类的哌嗪的2位及6位碳上的全部氢以甲基置换后的结构的受阻胺类光稳定剂。
如增加荧光体57、66的添加量，则与实施例1～4的情况一样，发生浓度消光现象，所以必须考虑不发生该浓度消光的浓度极限，调整荧光体57、66的添加量。在上述实施例5、6的浓度下，没有发生浓度消光。
实施例7下面，参照第14图、第15图对与本发明实施例7有关的太阳电池装置进行说明。
第14图是用于说明在手表中应用了本发明的太阳电池装置时的实施例7的外观示意图，示出了太阳电池在表盘内侧分4部分设置的状态。第15图是示意地表示出在第14图的G-G线剖面中从太阳电池起的正面侧结构的剖面示意图。
在表壳71内，固定着玻璃基片72。在该玻璃基片72的背面，通过用等离子体CVD法形成非晶形硅膜，制成太阳电池73。
如放大的第16图所示，在玻璃基片72的正面上叠加遮掩层74。在遮掩层的一侧表面上形成使光散射的遮光面75。遮掩层74使其遮光面75朝向太阳电池73叠加在玻璃基片72上。在本实施例7中，作为遮掩层74，是对透明玻璃片的一侧表面进行机械加工，在该侧形成每边以50微米为单位的四角锥在纵横方向(X-Y方向)铺满的连续棱形的遮光面75。
在遮掩层74的正面叠加漫透射层76。在本实施例7中，作为漫透射层76，采用了将二氧化钛粉末烧结成形后的陶瓷。该漫透射层76的透光率与光的入射方向无关，大约为55％。漫透射层76还可兼作太阳电池式手表的表盘使用。
这里，为检查遮掩层74的光的透射各向异性特性，使在遮光面75上形成的四角锥的顶角在70°～120°的范围内变化，在垂直指向性弱的照明下测定遮掩层74的透光率。
其测定结果示于图17。图中的黑圆圈表示从正面侧(漫透射层76侧)向遮掩层74入射的光的透射率对顶角的依赖关系。相反，图中的白圆圈表示从背面侧(太阳电池73侧)向遮掩层74入射的光的透光率对顶角的依赖关系。
从第17图可以看出，对于垂直入射光来说，当在遮光面75上形成的四角锥的顶角为105°时，可透射从正面侧入射的光量的92％以上。即，如使遮光面75与太阳电池73相对，则对于指向性弱的光，入射到遮掩层74的光量的92％以上到达太阳电池73供发电用。而太阳电池73上的反射率即使是高的部分也在70％左右，所以在太阳电池73上反射后透过遮掩层74回到正面侧的光的光量，减少到35％左右。
相对于漫透射层76的入射光的出射光的指向性，在很大程度上依赖于材料和制作方法。在本实施例7中所用的漫透射层76上光的漫射性很强，透过该层76入射到遮掩层74的光具有弱的垂直指向性。因此，在实施例7的太阳电池装置中，确认了从漫透射层76入射具有弱垂直指向性的光的遮掩层74显示出透射各向异性特性。
比较例7-1为确认实施例7的效果，作为比较例7-1准备了仅在太阳电池73的正面侧设置漫透射层76而没有遮掩层74的太阳电池装置。这里，漫透射层76的材料和大小与实施例7相同，透光率为50％，与光的入射方向无关。
比较例7-2为确认实施例7的效果，作为比较例7-2准备了仅在太阳电池73的正面侧设置漫透射层76而没有遮掩层74的太阳电池装置。这里，漫透射层76的材料和大小与实施例7相同，透光率为39％，与光的入射方向无关。
分别评价了在实施例7、比较例7-1、比较例7-2中制作的各太阳电池装置的电动势特性，同时还评价了对太阳电池73反射的光的遮光性。
作为电动势特性的评价基准是在通常的室内光(荧光灯照明200勒克司)照射下5级串联时的电动势在2.50V以上为合格。而对于遮掩性，根据由观察者从外部的目视观察能观察到太阳电池73的程度进行了评价。
实施例7的太阳电池装置，太阳电池73的电动势达到2.52V以上，电动势特性超过了合格基准。之所以如此是由于漫透射层76的透射率为55％、遮掩层74对从漫透射层76侧的入射光的透射率为92％，从而使外部入射光的约50％到达太阳电池73供发电用的缘故。
在遮掩性方面，实施例7的太阳电池装置，从外部很难凭目视确认出由非结晶形硅构成的太阳电池73部分及金属电极部分，即，几乎能将太阳电池73完全遮掩起来。
另一方面，比较例7-1的太阳电池装置，因漫透射层76的透光率为50％，使外部入射光的约50％到达太阳电池73供发电用。其结果是，达到了2.50V以上的合格基准。
但是，在遮掩性方面，太阳电池73部分及金属电极部分都能从外部凭目视清晰地确认出来，不能达到令人满意的结果。
比较例7-2的太阳电池装置，因漫透射层76的透光率为39％，所以入射到太阳电池73的光量很少，其结果是，太阳电池73的电动势为2.48V，不能达到合格基准。
而在遮掩性方面，从外部很难凭目视确认出太阳电池73部分及金属电极部分，具有能另人满意的遮掩效果。
以上结果列于表4。
表4
实施例8以下，参照第18图～第20图说明与本发明实施例8有关的太阳电池装置。
本实施例8的太阳电池装置，与上述实施例7相同，也是在玻璃基片81的背面形成太阳电池82，而在该玻璃基片81的正面叠加遮掩层83，在遮掩层83的正面叠加漫透射层84。
但是，在本实施例8中，在遮掩层83的一侧表面上形成如第19图所示的遮光面85，在与漫透射层84接触这一点上与实施例7不同。
关于本实施例8的太阳电池装置，为检查遮掩层83的光透射各向异性特性，使在遮光面85上形成的四角锥的顶角在70°～120°的范围内变化，测定在垂直指向性强的照明下的透光率。
其结果示于图20。图中的黑圆圈表示从漫透射层84侧向遮掩层83入射的光的透射率对顶角的依赖关系。相反，图中的白圆圈表示从太阳电池82侧向遮掩层83入射的光的透光率对顶角的依赖关系。
从第20图可以看出，对于垂直入射光来说，当在遮光面85上形成的四角锥的顶角为80°或95°时，可透射从漫透射层84侧入射的光量的78％以上。而从太阳电池82入射并透过遮掩层83的光的光量在50％以下。
由此可知，在实施例8的结构中，当入射了指向性强的光时，从漫透射层84侧入射到遮掩层83的光量的78％以上到达太阳电池82供发电用。而太阳电池73上的反射率即使是高的部分也在70％左右，所以在太阳电池82上反射后透过遮掩层83回到正面侧的光的光量，减少到27％左右。
因此，在使用了光的漫射性弱的漫透射层84的情况下，透过该漫透射层84入射到遮掩层83的光具有稍强的指向性，所以对于该指向性强的光，遮掩层83具有透射各向异性特性的本实施例8的结构是最理想的。
在实施例8中使用的漫透射层84的透光率为71％。因遮掩层83对从漫透射层84入射的光的透射率为78％，所以外部入射光的约55％到达太阳电池82供发电用。
实施例8的太阳电池装置从外部也很难凭目视确认出由非结晶形硅构成的太阳电池73部分及金属电极部分，即，几乎能将太阳电池82完全遮掩起来。
作为比较例，准备了在太阳电池82与漫透射层84之间配置透光率约78％而不具有透射各向异性特性的遮掩层的太阳电池装置。
在该比较例的太阳电池装置中，在太阳电池82的金属电极部反射后透过遮掩层及漫透射层84而出射到外部的光的光量多，太阳电池82可从外部凭目视清晰地确认，遮掩效果不充分。
另外，虽然有使不具有透射各向异性的遮掩层本身的透射率降低来确保遮掩效果的方法，但在这种情况下到达太阳电池82的光的光量减少因而使电动势特性降低。而且，由于反射光强度减弱，只能显现混浊不清的外观颜色，外观质量也降低了。
实施例9以下，参照第21图说明与本发明实施例9有关的太阳电池装置。
在该实施例9中，在金属基板91上隔着绝缘层92形成太阳电池93，在太阳电池93的正面侧形成遮掩层94，而且在遮掩层的正面侧叠加了漫透射层95。
具体地说，在不锈钢等金属基板91上隔着聚酰亚胺等绝缘层92形成太阳电池93。然后在该太阳电池的正面直接形成具有半球状遮光面96的遮掩层94。在本实施例9中，作为漫透射层95，使用的是光的漫射性弱、透射率为68％的漫透射层。
这里，说明遮掩层94的制作方法。在本实施例9中，首先，通过以下工序制成用于形成遮掩层94的母模。
即，在硅片(100)上形成金膜后，通过光刻、蚀刻工序以30μm间距按直径5μm的圆型形状将金膜除去。接着，通过将硅片在浓氢氟酸、硝酸、醋酸的混合液中浸渍，以除去金膜后的部分为起点各向同性地对硅片进行蚀刻。然后，当除去残余的金膜后即可制成半球形凹部规则整齐地排列的母模。
凹部的直径取决于蚀刻时间，在大约30分钟的蚀刻后，获得了直径约25μm的半球部沿X-Y方向连续地规则整齐排列的母模。由按照如上所述方法制成的母模制成电铸模，并在太阳电池93上铸塑PMMA(甲基丙烯酸甲酯)树脂，且在其表面上使用上述电铸模复制半球形状后形成了遮掩层94。由此，复制部分构成由半球状凸部的集合形成的遮光面96，漫透射层95与遮掩层94整体形成。
用同样的方法在透明玻璃基片上形成遮掩层94后进行了透射各向异性的确认。其结果是，从与漫透射层95相对的正面侧入射到遮掩层94的光的透射率约为92％。而从与太阳电池93相对的背面侧入射到遮掩层94的光的透射率为65％。即，在这种结构中也确认了透射各向异性。
因此，利用本实施例9的结构，仅调整漫透射层95的光透射率使其百分数减少若干，也能遮掩太阳电池93而从外部不能辨认。
在本实施例9中，利用塑料复制技术以约60μm的厚度在太阳电池93上直接形成具有上述透射各向异性的遮掩层94，所以能以简单的结构使装置的总体厚度变薄。
由于太阳电池93与遮掩层94是整体形成的，所以在其后的组装作业中，可仅配置漫透射层95，因而能达到简化该作业的目的。
在本实施例9中，是将遮掩层94的遮光面形成半球状的凸部集合，但除此之外也可形成四角锥的棱形、透镜形、将棱形的顶端切割后的形状的凸部集合，或在其凸部之间形成间隙等能使光漫射的各种形态。
另外，在本实施例9中遮掩层94的遮光面96上是沿X-Y方向连续并排形成半球状的凸部，但也可以是将该凸部沿圆周方向(θ方向)排列，再将该凸部的列在半径方向(γ方向)上排列的形态。此外，也可将各列上的凸部按半间距错开排列。
如在电铸模的复制面上无规则地配置凹部并用该电铸模在遮掩层94的遮光面96上无规则地形成凸部，则太阳电池93上的直线部分等从外部就更难辨认。
实施例10以下，参照第22图说明与本发明实施例10有关的太阳电池装置。
实施例10的太阳电池装置，在金属基片101上隔着绝缘层102形成太阳电池103，在太阳电池103的正面侧依次叠加遮掩层104及漫透射层105。在本实施例10中，作为漫透射层105，使用的是光的漫射性强、透射率为58％的漫透射层。
具体地说，在黄铜钢基板等的金属基片101上隔着聚酰亚胺等的绝缘层102形成太阳电池103。而遮掩层104如图22所示在漫透射层105的背面侧整体形成。然后在与太阳电池103相对的背面按棱形形状形成了遮掩层104的遮光层106。
这里，说明遮掩层104的制作方法。首先，通过以下工序制成用于形成遮掩层104的母模。
即，用安装了尖部顶角为85°的超硬刀具的自动车床，在厚为10mm的黄铜钢基板的一侧表面上进行刻纹深度为23μm、走刀间距为50μm的平行刻纹加工。接着在黄铜钢基板的同一表面上沿着与上述刻纹方向正交的方向进行形状完全相同的平行刻纹加工。将结束了刻纹加工的黄铜钢基板脱脂洗涤后，用作遮掩层成型模具。
按如上方法制作模具，并在漫透射层105上铸塑PMMA树脂，且在其表面上使用上述遮掩层成型模具复制上述刻纹加工部分。于是，复制部分构成由四角锥棱形凸部的集合形成的遮光面106，漫透射层105与遮掩层104整体形成。
将如上整体形成的漫透射层105和遮掩层104配置在太阳电池103上，形成太阳电池装置。这时，遮掩层104的遮光面106与太阳电池的正面相对。
用同样的方法在透明玻璃基片上形成遮掩层104后进行了透射各向异性的确认。其结果是，从与漫透射层105接触的正面侧入射到遮掩层104的光的透射率约为90％。而从与太阳电池103相对的背面侧入射到遮掩层104的光的透射率为58％。即，在这种结构中也在遮掩层104上确认了透射各向异性。
因此，利用本实施例10的结构，仅调整漫透射层105的光透射率使其百分数减少若干，也能遮掩太阳电池103而从外部不能辨认。
在本实施例10中，利用塑料复制技术以约60μm的厚度在漫透射层105上整体形成具有上述透射各向异性的遮掩层104，所以能以简单的结构使装置的总体厚度变薄。
在本实施例10中，遮掩层104的遮光面106形成了棱形凸部，但不限于此，也可形成透镜形、将透镜形和棱形的顶端切割后的形状的凸部集合，或在其凸部之间形成间隙等能使光漫射的各种形态。
另外，在本实施例10中遮掩层104的遮光面106上是沿X-Y方向连续并排形成棱形的凸部，但也可以是将该凸部沿圆周方向(θ方向)排列，再将该凸部的列在半径方向(γ方向)上排列的形态。此外，也可将各列上的凸部按半间距错开排列。
如采用以上说明的在本发明实施例7～实施例10中给出的具有透射各向异性特性的遮掩层，则能使从外部入射的光的大部分导向太阳电池产生充分的电动势，同时将从太阳电池反射的光遮蔽而从外部看不到太阳电池的外观，其效果更为显著。
如上所述，在实施例7中，是通过将透明片状玻璃的一侧表面进行机械加工，使遮掩层74具有每边以50微米为单位，顶角为105°的四角锥在X-Y方向上铺满的连续棱形的表面。在实施例8中，是通过将透明片状玻璃的一侧表面进行机械加工，使遮掩层83具有一边以50微米为单位顶角为80°或95°的四角锥在X-Y方向上铺满的连续棱形形状的表面。
但是，形成棱形四角锥的顶角不限于上述的值，可在机械加工的可能范围内任意设定。除了具有连续的棱形表面以外，还可将透明的树脂或玻璃的表面进行珩磨处理，或加工成鱼眼镜头状、双凸透镜状、或菲涅尔透镜状，或可形成半球状、透镜形、将棱形的顶端切割后的形状的凸部或凹部的集合，或在其凸部或凹部之间形成间隙等能使光漫射的各种形态。
作为遮掩层的材料，在实施例7、实施例8中，使用了玻璃板，但也可与实施例9、实施例10的情况相同，使用透明的树脂。
另外，在实施例7、实施例8中，也可用象实施例9那样的电铸法，在太阳电池73、82的正面上直接形成由塑料材料构成的遮掩层74、83。同样也可用象实施例10那样的利用模具的模铸成型法，在漫透射层74、83上直接形成由塑料材料构成的遮掩层74、83。
本发明实施例7～实施例10的漫透射层可用将二氧化钛粉末烧结成型后的陶瓷形成。除此之外，也可不用二氧化钛而用氧化锆、氧化镁、氧化钇、氧化铝等烧结的陶瓷，或假如能使光漫透射的话，也可使用纸、纤维等形成漫透射层。
该实施例的漫透射层也可在透明环氧树脂、或甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明塑料材料中添加作为光散射物质的二氧化钛、碳酸钙、粉粒化的镁等微粒而形成。
在该实施例的漫透射层中，也可添加荧光体或磷光体两者中的一种、或荧光体或磷光体二者一起添加。除这些之外，还可添加受阻胺类的光稳定剂。如采用这种作法，则已说明过的荧光体或磷光体能更进一步地获得与添加受阻胺类光稳定剂而构成的漫透射层同样的效果。
另外，还可在该实施例的漫透射层中添加着色剂而显现任意颜色。作为在这种情况下的着色剂，可使用以荧光材料为主的各种染料、颜料。
作为荧光体，如前面的实施例已说明的那样，可使用吸收短波长光并变换成长波长光后发射光的各种荧光材料。例如，2、5-双〔5′-叔丁苯并恶唑基(2)〕噻吩、二萘嵌苯、二萘嵌苯衍生物、芪衍生物、氧杂萘邻酮衍生物、恶唑衍生物、芪二苯并恶唑衍生物、萘二甲酰亚胺类化合物、若丹明G、水杨嗪、ジキサンチレン、蒽嘧啶衍生物、蒽醌衍生物、YVO4Sm、Y2O2Ho、稀土类离子-β二酮-1.10菲绕啉三元配位化合物、稀土类离子-β二酮-氧化三辛基磷三元配位化合物等化合物。
对于受阻胺类光稳定剂，可采用如象双(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，双(1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；1-〔2-〔3-(3、5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸基〕乙基〕-4-〔3-(3、5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸基〕-2、2、6、6-四甲基哌嗪；4-苯甲酸基-2、2、6、6-四甲基哌嗪；8-乙酰基-3-十二烷基-7、7、9、9-四甲基-1、3、8-噻三唑〔4·5〕癸烷-2、4-双酮；丁二酸二甲酯·1-(2-羟乙基)-4-2、2、6、6-四甲基哌嗪；聚〔{6-(1、1、3、3-四甲基丁基)氨基-1、3、5-三嗪-2、4-ジイル}{(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六甲撑{(2、2、6、6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}〕；N、N′-双(3-氨丙基)乙胺·2、4-双〔N-丁基-N-(1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基)氨基〕-6-氯基-1、3、5-三嗪；2-(3、5-二叔丁基-4-羟苄基)-2-n-丁基丙二酸双(1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基)；1、2、2、6、6-五甲基-4-哌啶基/十三烷基1、2、3、4-丁烷四羧酸盐等具有将哌嗪的2位及6位碳上的全部氢用甲基置换后的结构的各种材料。
另外，在本发明的实施例1到实施例10中，太阳电池的个数及电的连接结构可任意设定。
本发明可在使用太阳电池的钟表、台式电子计算器、无线电收音机等各种产品中应用。
按照本发明，能够在确保向太阳电池供给充分的光能的同时，从外部不能辨认出该太阳电池，而且能提高外观质量。
权利要求
1.一种太阳电池装置，其特征在于在太阳电池的正面侧设置使从正面侧入射的光漫射的漫透射层，同时在上述漫透射层内含有吸收从正面侧入射的光的规定波长区域并发光的发光体。
2.一种太阳电池装置，其特征在于在太阳电池的正面侧备有使从正面侧入射的光漫射的漫透射层及吸收从正面侧入射的光的规定波长区域并发光的不透明发光体层。
3.一种太阳电池装置，其特征在于备有设置在太阳电池的正面侧使从正面侧入射的光漫射的漫透射层及设置在该漫透射层的正面侧用于遮蔽一部分从外部入射的紫外线的紫外线遮蔽层，且在上述漫透射层内含有吸收从正面侧入射的光的规定波长区域并发射有助于上述太阳电池发电的波长区域的光的发光体。
4.一种太阳电池装置，其特征在于在太阳电池的正面侧依次叠加使从该太阳电池反射的光漫射以减少向正面侧的出射光量的遮掩层及使从正面侧入射的光漫射的漫透射层。
5.一种太阳电池装置，其特征在于在太阳电池的正面侧依次叠加使从该太阳电池反射的光漫射以减少向正面侧的出射光量的遮掩层及使从正面侧入射的光漫射的漫透射层，且在上述漫透射层内含有吸收从正面侧入射的光的规定波长区域并发光的发光体。
6.一种太阳电池装置，其特征在于在太阳电池的正面侧叠加使从该太阳电池反射的光漫射以减少向正面侧的出射光量的遮掩层，在其正面侧还备有使从正面侧入射的光漫射的漫透射层及吸收从正面侧入射的光的规定波长区域并发光的不透明发光体层。
7.根据权利要求4至6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述漫透射层在上述太阳电池的正面整体形成。
8.根据权利要求4至6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述遮掩层在上述太阳电池的背面整体形成。
9.根据权利要求4至6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述遮掩层具有其透射率随光的入射方向的不同而不同的透射各向异性特性，从正面侧向太阳电池的透光量大于从太阳电池向正面侧的透光量。
10.根据权利要求9所述的太阳电池装置，其特征在于上述遮掩层对从正面侧入射的光至少具有60～96％的透光率。
11.根据权利要求4至6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述遮掩层将其无色透明的板状构件的一侧表面加工成三维形状。
12.根据权利要求5所述的太阳电池装置，其特征在于在上述漫透射层的正面侧备有用于遮蔽从正面侧入射的紫外线的紫外线遮蔽层。
13.根据权利要求1、2、3、5、6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述发光体含有荧光材料或磷光材料中的任何一种。
14.根据权利要求13所述的太阳电池装置，其特征在于在上述发光体的周围添加受阻胺类光稳定剂。
15.根据权利要求1、2、3、5、6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述发光体含有荧光材料及磷光材料。
16.根据权利要求15所述的太阳电池装置，其特征在于在上述发光体的周围添加受阻胺类光稳定剂。
17.根据权利要求1、2、3、5、6中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于上述发光体吸收紫外光并发射可见光。
18.根据权利要求1至3中任何一项所述的太阳电池装置，其特征在于使从外部入射的光的40～85％到达上述太阳电池。
全文摘要
将漫透射层(15)设置在太阳电池(13)的正面侧，使从正面侧入射的光漫射，将光的一部分反射到正面侧，同时将另一部分导向太阳电池(13)。在该漫透射层(15)内含有荧光体(14)。该荧光体(14)吸收从正面侧入射的光的规定波长区域并发射荧光。由荧光体(14)产生的光在漫透射层(15)内漫射，一部分光向正面侧发射，另一部分被导入太阳电池(13)。采用上述结构可遮掩太阳电池(13)的形态并获得明亮的外观，同时能供给太阳电池充分的光能。
文档编号G04B19/12GK1137330SQ94194480
公开日1996年12月4日 申请日期1994年12月14日 优先权日1993年12月14日
发明者村田靖, 涉谷义继, 南谷孝典 申请人:时至准钟表股份有限公司