专利名称：太阳能电池板的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池板的结构及使用于该太阳能电池板中的透明板。
背景技术：
通常，由非结晶型硅或单晶硅构成的太阳能电池板由于良好地吸收太阳光，有时发电效率(即，由太阳能电池发电的功率相对太阳光所照射的整个功率的比例)超过20％。但是，由非结晶型硅或单晶硅构成的太阳能电池板通常整体是黑色的，在设计上受到制约，因此当排列于作为人们能够看到的场所的普通住宅的屋顶时，外观上有损美观，其结果是，成为太阳能电池板的普及延迟的一个原因。
另一方面，一直以来，提出了对太阳能电池板进行着色的种种尝试。例如，在特开昭60-148174号公报(以下，称为专利文献1)中，公开了设置有选择性地反射可见光光谱的一部分的选择反射层的太阳能电池。如专利文献1所述，在涂敷了反射太阳光的可见光谱的一部分的选择反射膜时，观察者能够观察到被反射的可见光的光谱的颜色，其结果是，能够得到带有颜色的太阳能电池。
进而，在实公平7-29646号公报(以下，称为专利文献2)中，公开了如下的太阳能电池使含有对太阳能电池的发电起作用的波段的光的可见光谱的特定波长的光向四方散射，使散射光的一部分到达观察者，并且设置有透射特定波长以外的光的波长选择散射层。
专利文献1特开昭60-148174号公报专利文献2实公平7-29646号公报如专利文献1及2所述，由于使可见光光谱的一部分反射或散射，因此在设置有选择反射层或波长选择散射层时，可见光光谱的一部分未被利用于太阳能电池的发电。因此，在专利文献1及2所示的技术中，存在发电效率在原理上低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不使太阳能电池的发电效率降低的可见光透明板。
本发明的太阳能电池板包括具有吸收红外光且放射可见光的特征的透明板；和由该透明板覆盖的太阳能电池。
在本发明中，作为具有吸收红外光且放射可见光的特征的透明板，使用含有两种以上镧族元素系列的原子(或其离子)的材料，尤其是玻璃。至少两种的原子内，作为一原子，可以选择有效地吸收红外光的原子，作为其他原子，可以选择产生可见光的原子。还有，掺杂在所述材料中的镧族元素系的原子在进行发色动作时，由于作为离子动作，因此也能够形成为含有这些离子的材料。
另外，根据本发明可知，作为使用于太阳能电池板的透明板，能够得到以具有吸收红外光且放射可见光的特性为特征的太阳能电池用透明板。
(发明效果)根据本发明可知，由于以不对太阳能电池的发电动作起作用的红外成分的太阳能为基础进行发色，因此不使太阳能电池的发电效率降低。
另外，根据本发明可知，由于能够实现各种的发光板，因此与现有的黑色板相比，能够得到从装饰的观点考虑也优越的效果。
图1(a)及(b)分别是表示本发明第一实施例的太阳能电池板的概观和动作原理的说明图；图2(a)及(b)分别是表示本发明第二实施例的太阳能电池板的概观和动作原理的说明图；图3是表示太阳光光谱的图表；图4是表示硅太阳能电池的灵敏度特性的图表；图5是表示硅太阳能电池的吸收特性的图表。
图中10、20-太阳能电池板；11、21-透明板；12、22-太阳能电池；L1-太阳光；L2-可见光。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
由非结晶型硅或单晶硅构成的太阳能电池板通过吸收太阳光，利用太阳光所照射的能量进行发电。图3所示的太阳光光谱包含从可见区域至比1000nm长的红外的广光谱。但是，从图4所示的普通的硅太阳能电池的灵敏度特性和图5所示的硅太阳能电池的吸收光谱进行判断可知，1000nm以上的红外光几乎不被利用于太阳能电池发电。
本发明提供一种通过由将几乎不被利用于该太阳能电池发电的1000nm以上的红外光的能量转换为可见光的材料形成的透明板来覆盖太阳能电池，在完全不使太阳能电池的发电效率降低的情况下发色的太阳能电池板及太阳能电池板用透明板。
作为吸收红外光并放射可见光的透明板，尤其使用含有两种以上镧族元素的原子(或其离子)的材料，尤其使用玻璃。由此，至少两种原子内，作为一原子，可以选择有效地吸收红外光的原子，作为其他原子，可以选择产生可见光的原子。还有，掺杂在所述材料中的镧族元素的原子在进行发色动作时，由于作为离子动作，因此也能够形成为含有这些离子的材料。
根据本发明的实施方式可知，由于以不对太阳能电池的发电动作起作用的红外成分的太阳能为基础进行发色，因此不使太阳能电池的发电效率降低。另外，根据本发明可知，由于能够实现各种的发光板，因此与现有的黑色板相比，能够得到从装饰的观点考虑也优越的效果。
以下，参照附图详细地说明本发明的实施例。
实施例一作为本发明的第一实施例，使用图1(a)及(b)进行说明。图1(a)及(b)是表示作为本发明第一实施例的太阳能电池板10的概观及其动作原理的说明图。图示的太阳能电池板10具有使用了非结晶型硅的太阳能电池12、及贴附于该太阳能电池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(注册商标)玻璃构成，作为镧族元素系列的原子(其中也含有被离子化的原子)，掺杂了镱(Yb)和铒(Er)这两种。
镱(Yb)有吸收波长1000nm附近的红外光的光子的性质，若照射太阳光L1，则通过其含有的红外成分激励为亚稳定状态。该能级由于比较长，因此在失去活性为最低能量前，能够进一步吸收红外光的光子，进而，被激励为与可见光的能级(energy level)相当的高能级。因此，能够能量迁移(移秉)到在可见区域具有较多的能量能级的铒(Er)，铒(Er)发出可见光L2。由于向四面八方放射所产生的可见光L2，因此通过在太阳能电池12的相反侧发散的可见光L2，能够观察到着色。另外，在太阳能电池12侧前进的可见光利用于太阳能电池的发电。
在本实施例中，作为透明板使用了掺杂有镱(Yb)和铒(Er)这两种的パィレックス(注册商标)玻璃。通过镱(Yb)来吸收红外光的能量，进而能量迁移的铒(Er)发出可见光。由于以不对太阳能电池的发电起作用的红外成分的太阳能能量为基础进行发色，因此能够得到不使太阳能电池的发电效率降低，且从装饰的观点考虑也优越的太阳能电池板。
实施例二使用图2(a)及(b)说明本发明的太阳能电池板的第二实施例。图2(a)是表示太阳能电池板20的概观的立体图，图2(b)是说明其动作原理的图。图示的太阳能电池板20由使用了单晶硅的太阳能电池22、和贴附于该太阳能电池22之上的透明板21构成。图示的透明板21由钠玻璃构成，作为两种镧族元素系列的原子，掺杂了钐(Sm)和铕(Eu)。
在此，说明该实施例的太阳能电池板的原理，若太阳光L1照射于透明板21，则通过吸收了太阳光L1所含有的红外光的钐(Sm)生成具有能量的电子，由此，在铕(Eu)与电子再结合时产生可见光L2。由此，能够观察到太阳能电池板20发色。此时，也可以不使用本实施例的铕(Eu)，而使用铈(Ce)。
在本实施例中，作为透明板使用了掺杂有两种镧族元素系列的原子的钠玻璃。由于透明板以不对太阳能电池的动作起作用的红外成分的太阳能为基础进行发色，因此能够得到不使太阳能电池的发电效率降低，从装饰的观点考虑也优越的太阳能电池板。
与本发明的太阳能电池板相适合的透明板可以使用实施例一或实施例二中的任意原理，不过由于发色因添加于透明板中的原子的种类而不同，因此也能够以各种颜色使太阳能电池板发色。
在所述的实施例中，只说明了作为透明板使用了玻璃的情况，不过本发明的透明板不限定于玻璃，例如，也可以通过透明的塑料形成。
(工业上的可利用性)本发明的太阳能电池板不仅用于普通住宅，即使不安装于屋顶而安装于人们能观察到的垂直的壁上也无损美观，因此尤其适合于高层建筑物的壁。另外，在汽车或列车的车身等中，通过安装以与原本的涂敷色相同的颜色发色的透明板，能够无损美观。
另外，通过适当组合选择产生可见光的元素，能够实现可进行各种发光的太阳能电池板，因此不仅能够利用于太阳能电池等光·电转换元件，也能够积极地利用于建筑物等的具有装饰功能的外壁材。
如上所述，本发明由于能够满足较多的需要，因此全国的节能效果显著增大。
权利要求
1.一种太阳能电池板，其特征在于，具有吸收红外光且放射可见光的透明板、和由该透明板覆盖的太阳能电池。
2.如权利要求1所述的太阳能电池板，其特征在于，所述透明板含有两种以上的镧族元素系列的原子或离子。
3.如权利要求2所述的太阳能电池板，其特征在于，所述两种镧族元素系列的原子或离子是钐(Sm)和铕(Eu)、或它们的离子。
4.如权利要求2所述的太阳能电池板，其特征在于，所述两种镧族元素系列的原子或离子是钐(Sm)和铈(Ce)、或它们的离子。
5.如权利要求2所述的太阳能电池板，其特征在于，所述两种镧族元素系列的原子或离子是镱(Yb)和铒(Er)、或它们的离子。
6.一种太阳能电池用透明板，其特征在于，具有吸收红外光且放射可见光的特性。
7.如权利要求6所述的太阳能电池用透明板，其特征在于，含有至少两种镧族元素系列的原子或离子。
8.如权利要求7所述的太阳能电池用透明板，其特征在于，包括含有パイレツクス(注册商标)玻璃、碱石灰玻璃的玻璃板。
9.如权利要求7所述的太阳能电池用透明板，其特征在于，所述镧族元素系列的原子或离子选自由Sm、Eu、Ce、Yb、及Er构成的群组。
10.如权利要求8所述的太阳能电池用透明板，其特征在于，所述镧族元素系列的原子或离子选自由Sm、Eu、Ce、Yb、及Er构成的群组。
11.如权利要求6至10中任一项所述的太阳能电池用透明板，其特征在于，安装于太阳能电池的表面而使用。
全文摘要
太阳能电池板通常是黑色的，在设计性上差。本发明的目的在于提供一种在不使发电效率降低的情况下发色的透明板及使用了该透明板的太阳能电池板。本发明的太阳能电池板用具有吸收红外光且放射可见光的特征的透明板覆盖了太阳能电池。由于透明板使用不对发电起作用的红外光进行发色，因此能够得到不使太阳能电池的发电效率降低，且从装饰的观点考虑也优越的太阳能电池板。
文档编号H01L31/042GK1977392SQ20058002193
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年7月7日
发明者大见忠弘, 森本明大, 武久究 申请人:国立大学法人东北大学