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彦根藩二当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え(戦国時代
の井伊 軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと)と
兜(かぶ と)を合体させて生まれたキャラクタ-。
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伝えられる招き猫と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え(戦国時代
の井伊 軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと)と
兜(かぶ と)を合体させて生まれたキャラクタ-。
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【季語と短歌:2月25日】
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雪弛むサングラス越しお礼され
高山 宇(赤鬼)
🪄除雪していたら白いワンボックスが止まり、ご近所の娘さんらしき人
お礼さてた。サングラスをしていなかったので、顔を認識できずに挨拶
を交わしたが、この句では逆に想定し詠む。些細な日常を謡うことでワ
ン・シーンをオシャレに仕上げるは、また楽しからずや。
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雪弛むサングラス越しお礼され
高山 宇(赤鬼)
🪄除雪していたら白いワンボックスが止まり、ご近所の娘さんらしき人
お礼さてた。サングラスをしていなかったので、顔を認識できずに挨拶
を交わしたが、この句では逆に想定し詠む。些細な日常を謡うことでワ
ン・シーンをオシャレに仕上げるは、また楽しからずや。
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✳️ 超高速専守防衛AIドローン構想
超導電モータをつかったAIドローンを創って世界平和の貢献できないと
思っていたが、忙しくてそれもできない。それができそうな国はと考え
てみて、やはり日本でしかできないだろうなぁ。何せ、『専守防衛思想』
(第67代福田赳夫元総理 の「人命は地球より重し」との言葉を信奉す
る)が国是であると想うものである。
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超導電モータをつかったAIドローンを創って世界平和の貢献できないと
思っていたが、忙しくてそれもできない。それができそうな国はと考え
てみて、やはり日本でしかできないだろうなぁ。何せ、『専守防衛思想』
(第67代福田赳夫元総理 の「人命は地球より重し」との言葉を信奉す
る)が国是であると想うものである。
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✳️
1.特開2025-19659 ペロブスカイト太陽電池 アイシン
【要約】下図1のごとくペロブスカイト太陽電池100は、基板1に積
層される導電性の導電層2と、導電層2に積層され、光エネルギーを吸
収して電気エネルギーに変換する光電変換層32と、光電変換層32を
シールドする導電性の封止層5と、光電変換層32と封止層5との間に
配置され、光電変換層32を囲むように、導電層2及び封止層5を接着
する絶縁性の接着層4と、を有し、接着層4は、封止層5よりも外側へ
延在している延在部41を有している。 性能の低下を抑制することがで
きるペロブスカイト太陽電池を提供する。
【要約】下図1のごとくペロブスカイト太陽電池100は、基板1に積
層される導電性の導電層2と、導電層2に積層され、光エネルギーを吸
収して電気エネルギーに変換する光電変換層32と、光電変換層32を
シールドする導電性の封止層5と、光電変換層32と封止層5との間に
配置され、光電変換層32を囲むように、導電層2及び封止層5を接着
する絶縁性の接着層4と、を有し、接着層4は、封止層5よりも外側へ
延在している延在部41を有している。 性能の低下を抑制することがで
きるペロブスカイト太陽電池を提供する。
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図1.実施形態に係るペロブスカイト太陽電池の概略構成を示す図
【符号の説明】1:基板、2:導電層、4:接着層、5:封止層、32:
光電変換層、41:延在部、100:ペロブスカイト太陽電池、423:
接着領域、P:加圧跡、Z1:積層方向
【産業上の利用可能性】 本開示に係る技術は、ペロブスカイト太陽電
池に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 基板に積層される導電性の導電層と、 前記導電層に積層
され、光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する光電変換層と、
前記光電変換層をシールドする導電性の封止層と、 前記光電変換層と前
記封止層との間に配置され、前記光電変換層を囲むように、前記導電層
及び前記封止層を接着する絶縁性の接着層と、を有し、 前記接着層は、
前記封止層よりも外側へ延在している延在部を有するペロブスカイト太
陽電池。
【請求項2】 前記接着層は、前記光電変換層が前記導電層に積層される
積層方向において、前記光電変換層から離間している請求項1に記載の
ペロブスカイト太陽電池。
【請求項3】 前記接着層のうち、前記導電層及び前記封止層を接着する
接着領域には加圧跡が形成されている請求項1又は2に記載のペロブス
カイト太陽電池。
【請求項4】 前記接着層は、凹凸を有する接着シートである請求項1又
は2に記載のペロブスカイト太陽電池。
【背景技術】 太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電
池の一種であるペロブスカイト太陽電池は、他の太陽電池と比較して、
エネルギー変換効率が高いこと、軽量であること等を理由として注目さ
れている。しかしながら、ペロブスカイト太陽電池は、酸素、水等によ
って劣化し易いという課題があり、これらの課題に対する様々な技術が
提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、支持体と、支持体上に設けられた太陽電池素子と、太
陽電池素子全体を覆う接着剤層と、接着剤層の全体を覆い、太陽電池素
子に水などが進入することを防止するための封止剤層とを含むペロブス
カイト太陽電池が開示されている。
【特許文献1】 特開2023-42617号公報
【発明が解決しようとする課題】 特許文献1に開示のペロブスカイト太
陽電池では、接着剤層の全体が封止剤層で覆われており、封止剤層の端
部が基板と接触するおそれがある。このため、例えば、封止剤層が導電
性を有する場合、封止剤層と、基板上に設けられる導電性の部分であっ
て、太陽電池素子で発生した電子が通過する導電部とが接触して短絡が
発生し、ペロブスカイト太陽電池の性能が低下するおそれがある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、性能
の低下を抑制することができるペロブスカイト太陽電池を提供すること
にある。
【課題を解決するための手段】 上記に鑑みたペロブスカイト太陽電池
の特徴構成は、基板に積層される導電性の導電層と、前記導電層に積層
され、光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する光電変換層と
、前記光電変換層をシールドする導電性の封止層と、前記光電変換層と
前記封止層との間に配置され、前記光電変換層を囲むように、前記導電
層及び前記封止層を接着する絶縁性の接着層と、を有し、前記接着層は、
前記封止層よりも外側へ延在する延在部を有している点にある。
【0008】 このような特徴構成によれば、絶縁性の接着層が封止層よ
りも外側へ延在する延在部を有しているため、封止層と導電層との接触
が回避されて短絡の発生を防止することができる。これにより、ペロブ
スカイト太陽電池の性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係るペロブスカイト太陽電池の概略構成を示す図
【図2】図1に示すペロブスカイト太陽電池の平面図
【図3】図2に示すIII-III線に沿った断面を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】 以下に、本発明に係るペロブスカイト太
陽電池の実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下
の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変形が可能である。
〔ペロブスカイト太陽電池の概略構成〕
図1に示すように、ペロブスカイト太陽電池100は、基板1と、導電
層2と、太陽電池素子3と、接着層4と、封止層5とを備える。基板1
と、導電層2と、太陽電池素子3と、接着層4と、封止層5とは、この
順で積層されている。以下では、基板1から封止層5へ向かう方向を「
Z1方向」(積層方向の一例)と称し、その反対方向を「Z2方向」と
称し、Z1方向及びZ2方向を総称して「Z方向」と称する。なお、ペ
ロブスカイト太陽電池100の使用時の向きは特に限定されない。
【0013】〔基板〕 基板1は、ペロブスカイト太陽電池100の支持
体として機能する。基板1は、透明ガラス基板、半透明ガラス基板、透
明樹脂基板等であり、絶縁性を有する。図2に示すように、基板1は、
Z2方向に沿って見たとき(以下、「平面視」と称する)、矩形状であり、
図1に示すように、基板1には、導電性の導電層2が積層される。
【0014】〔導電層〕 導電層2は、CVD(化学的気相成長法)、スパ
ッタリング等によって基板1の一方の面(Z1方向の面)に形成される。
本実施形態では、導電層2は、基板1の一方の面の全面に形成される。
導電層2は、例えば、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化スズ(TO)
等を材料として含む。導電層2のZ1方向の面(基板1から遠い側の面)
には、太陽電池素子3が積層される。
【0015】(太陽電池素子〕 太陽電池素子3は、光エネルギーを電気
エネルギーに変換する。太陽電池素子3は、電子輸送層31と、光電変
換層32と、ホール輸送層33とを有する。電子輸送層31と、光電変
換層32と、ホール輸送層33とは、Z1方向に沿ってこの順で設けら
れる。 電子輸送層31は、後述の光電変換層32から電子を受け取って
輸送する。電子輸送層31は、例えば、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜
鉛等の金属酸化物等を材料として含む。なお、基板1、導電層2及び電
子輸送層31は、光透過性を有し、太陽光、室内光等の光Lは、基板1、
導電層2及び電子輸送層31で略吸収されることなく(又は、吸収され
ることなく)、光電変換層32へ導かれる。【0017】
光電変換層32は、光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する。
詳しくは、光電変換層32は、光Lを吸収して、励起した電子とホール
とを移動させて光電変換を行う。光電変換層32は、ペロブスカイト化
合物で構成されるペロブスカイト層を含む。光電変換層32は、多孔質
酸化半導体層(例えば、多孔質チタン層)を更に含んでもよい。
【0018】 ホール輸送層33は、光電変換層32からホールを受け取
って輸送する。ホール輸送層33は、例えば、クロロベンゼン等の有機
化合物を材料として含む。ホール輸送層33のZ1方向(光電変換層3
2から遠い側の面)には、接着層4が設けられる。【0019】
〔接着層〕 接着層4は、太陽電池素子3を介して導電層2と対向するよ
うに設けられる。本実施形態において、接着層4は、Z方向において太
陽電池素子3から離間して設けられる。すなわち、接着層4は、Z方向
において太陽電池素子3との間にギャップGを有する。また、これとと
もに、接着層4は、太陽電池素子3を囲むように導電層2に接着(結合)
する(図2参照)。これにより、太陽電池素子3を収容する内部空間Sが
接着層4と導電層2との間に形成される。なお、本実施形態では、接着
層4は、Z方向と直交する方向においても、太陽電池素子3と離間して
いる。【0020】
接着層4は、絶縁性を有する。接着層4は、アイオノマー樹脂等を材料
として含む。本実施形態において、接着層4は、エンボス加工されたシ
ート状の接着剤であって、凹部4a及び凸部4bを有する(図1及び図
2の部分拡大図参照)。すなわち、接着層4は、凹凸を有する接着シー
トである。【0021】
図1に示すように、接着層4のZ1方向の面(太陽電池素子3から遠い
側の面)には、封止層5が積層される。つまり、接着層4は、太陽電池
素子3と封止層5との間に配置される。接着層4は、導電層2及び封止
層5を接着する。【0022】
〔封止層〕 封止層5は、太陽電池素子3(光電変換層32)をシールド
する。詳しくは、封止層5は、内部空間Sを封止して、水、酸素等が内
部空間Sに進入することを防止する。本実施形態では、内部空間Sには、
窒素ガスが充填されている。内部空間Sに窒素ガスが充填され、且つ、
酸素の進入が防止されることから、太陽電池素子3の劣化(酸化)が防
止される。なお、内部空間Sには、窒素ガスに代えて、希ガスといった
不活性ガスが充填されてもよい。【0023】
封止層5は、シート状の封止剤であり、内部空間Sへの水、酸素等の進
入を防ぐバリア層51と、バリア層51が積層される封止基材52とを
有する。【0024】
バリア層51は、導電性を有する。バリア層51は、酸化アルミニウム、
酸化ケイ素といった金属酸化物、アルミニウムといった金属等を材料と
して含む。本実施形態において、バリア層51は、封止基材52のZ2
側の面(接着層4に近い側の面)に設けられる。封止基材52は、シー
ト状の基材であって、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂等を
材料として含む。【0025】
光Lが、基板1、導電層2及び電子輸送層31を介して、光電変換層32
に到達すると、光電変換層32において、光Lが吸収されて電子とホー
ルとが発生する。発生した電子は、電子輸送層31を介して導電層2と
電気的に接続される電極(陰極)へ移動する。また、これとともに、
光電変換層32で発生したホールは、ホール輸送層33と電気的に接続
される電極(陽極)へ移動する。2つの電極の間に負荷(不図示)が接
続されると、ホールが負荷を経由してきた電子と結合する。この結果、
電気が生成される。【0026】
〔接着層及び封止層の詳細構成〕 続いて、図2及び図3を参照して、接
着層4及び封止層5の詳細構成について説明する。図2は、図1に示す
ペロブスカイト太陽電池100の平面図(Z2方向に沿って見た図)で
あり、図3は、図2に示すIII-III線に沿った断面を示す模式図で
ある。【0027】
図2に示すように、接着層4は、平面視において、太陽電池素子3より
も大きい外形寸法を有する。詳しくは、接着層4は、平面視矩形状であっ
て、X方向において対向する2つの第1接着端4xと、Y方向において
対向する2つの第2接着端4yとを有する。
【0028】 なお、X方向は、Z方向と直交する2つの方向のうちの一
方であり、Y方向は、X方向及びZ方向と直交する方向である。以下、
X方向のうちの一方を「X1方向」と称し、X1方向と反対方向を「X
2方向」と称する。同様に、Y方向のうちの一方を「Y1方向」と称し、
Y1方向と反対方向を「Y2方向」と称する。【0029】
封止層5は、平面視において、接着層4よりも小さい外形寸法を有する。
詳しくは、封止層5は、平面視矩形状であって、X方向において対向す
る2つの第1封止端5xと、Y方向において対向する2つの第2封止端
5yとを有する。【0030】
封止層5は、接着層4の一部(X方向及びY方向における中央領域)を
覆うように配置される。詳しくは、封止層5は、第1封止端5xが接着
層4の第1接着端4xよりも内側(封止層5の内側)、且つ、第2封止端
5yが接着層4の第2接着端4yよりも内側(封止層5の内側)となる
ように接着層4に積層される。すなわち、接着層4は、平面視において、
封止層5よりも外側(封止層5の外側)へ延在する部分(以下、「延在部
41」と称する)と、封止層5と重なる部分(以下、「重複部42」と称
する)とを有する。【0031】
上記のように、接着層4は、絶縁性を有する。このため、接着層4の延
在部41端先からY1方向の導電層2のZ1方向の面には、封止端と短
絡することなくバスバーBを設けることが可能になる。バスバーBは、
隣接するペロブスカイト太陽電池(例えば、同構成のペロブスカイト太
陽電池)と電気的に接続(例えば、並列接続)するために設けられる。
重複部42は、第1重複領域421と、第2重複領域422と、第3重
複領域423とを含む。第2重複領域422は、第1重複領域421の
外縁に沿って環状に設けられ、第3重複領域423は、第2重複領域4
22の外縁に沿って環状に設けられる。【0033】
第1重複領域421は、Z方向において太陽電池素子3と対向する重複
部42の一部である。このため、以下では、第1重複領域421を「対
向領域421」と称する。対向領域421は、図1を参照して説明した
うに、太陽電池素子3とZ方向において離間している。【0034】
第3重複領域423は、ヒータ(例えば、リボンヒータ)によって加熱
及び加圧(以下、「圧着」と称する)されることにより、導電層2及び封
止層5に接着する重複部42(接着層4)の一部である。このため、以
下では、第3重複領域423を「接着領域423」と称する。第3重複
領域423は、例えば130℃~200℃、好ましくは、160℃の温
度で、ヒータによって圧着される。本実施形態では、接着領域423に
は加圧跡Pが形成されている。【0035】
接着領域423が、導電層2の一部(Z方向において接着領域423と
対向する部分)及び封止層5の一部(Z方向において接着領域423と
対向する部分)を、太陽電池素子3を囲むように環状に接着することに
より、内部空間Sへの酸素、水等の進入が防止され、太陽電池素子3の
劣化を防止することができる。【0036】
また、上記のように、接着層4のうちヒータによって圧着される部分は、
接着領域423のみであり、ペロブスカイト太陽電池100のうちヒー
タによって圧着される部分は、接着領域423とZ方向において対向す
る部分のみである。換言すると、接着層4のうち太陽電池素子3とZ方
向において対向する対向領域421は圧着されず、ペロブスカイト太陽
電池100の太陽電池素子3は圧着されない。【0037】
したがって、上記の構成によれば、接着層4の接着時に、太陽電池素子
3(光電変換層32)に対して熱及び/又は圧力が加えられない。この
ため、ペロブスカイト太陽電池100の性能の低下を抑制することがで
きる。また、接着時に太陽電池素子3に対して熱が加えられないことか
ら、より高い温度(太陽電池素子に熱を加えて接着層を接着させる構成
と比べてより高い温度)で、接着層4を加熱することができる。すなわ
ち、比較的高い温度(例えば130℃~200℃)を融点とする樹脂等
を接着層4の材料として選択することができる。比較的高い融点の樹脂
等による接着は、接着性能(接着強度)が向上する。したがって、太陽
電池素子3をより確実にシールド(内部空間Sを封止)することができ、
ぺロブスカイト太陽電池100の性能の低下を抑制することができる。
【0038】 また、上記の構成によれば、絶縁性の接着層4が延在部
41を有することにより、封止層5(導電性のバリア層51)と導電層
2とが絶縁され、封止層5と導電層2との間での短絡の発生を抑制する
ことができる。この結果、ペロブスカイト太陽電池100の性能(エネ
ルギー変換効率)の低下を抑制することができる。なお、Y方向におい
て、接着層4を介して対向する2点間の導電層2の抵抗値は、例えば、
1.5MΩ(メガオーム)である。参考として、絶縁性の接着層4が延
在部41を有しない比較例の場合、2点間の導電層2の抵抗値は、0.
4MΩ~1.0MΩであった。〔上記実施形態の概要〕 上述した実施形態
では、下記の構成が想起される。【0040
】(1)基板1に積層される導電性の導電層2と、導電層2に積層され、
光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する光電変換層32と、
光電変換層32をシールドする導電性の封止層5と、光電変換層32と
封止層5との間に配置され、光電変換層32を囲むように、導電層2及
び封止層5を接着する絶縁性の接着層4と、を有し、接着層4は、封止
層5よりも外側へ延在している延在部41を有するペロブスカイト太陽
電池100。
【0041】 本構成によれば、絶縁性の接着層4が延在部41を有する
ことにより、封止層5(導電性のバリア層51)と導電層2とが絶縁さ
れ、封止層5と導電層2との間での短絡の発生を抑制することができる。
この結果、ペロブスカイト太陽電池100の性能(エネルギー変換効率
)の低下を抑制することができる。【0042】
また、接着層4が延在部41を有するため、バスバーBの取り付け位置
も容易に確保できる。【0043】
また、接着層4が光電変換層32を囲むように導電層2及び封止層5を
接着するため、太陽電池素子3をより確実にシールド(内部空間Sを封
止)することができ、ペロブスカイト太陽電池100の性能の低下を抑
制することができる。【0044】
例えば、接着層4が延在部41を有しない構成(接着層4が封止層5よ
りも外側へ延在しない構成)では、封止層5を所定のサイズに加工(カ
ット)する場合において、封止層5と導電層2との接触の回避を目的と
して高精度な加工(ギャング式等)が要求される。しかしながら、本構
成によれば、接着層4が封止層5よりも外側へ延在し、封止層5と導電
層2との接触を回避できるため、封止層5に対する高精度な加工(カッ
ト)が不要となり、封止層5を簡便に加工(カット)することができる。
この結果、ペロブスカイト太陽電池100の製造作業の効率が向上する。
【0045】
(2)(1)のペロブスカイト太陽電池100において、接着層4は、光
電変換層32が導電層2に積層される積層方向Z1において、光電変換層
32から離間していると好適である。【0046】
本構成によれば、接着層4の接着時に、太陽電池素子3(光電変換層3
2)に対して熱及び/又は圧力が加えられないため、ペロブスカイト太
陽電池100の性能の低下を抑制することができる。また、接着時に太
陽電池素子3に対して熱が加えられないことから、より高い温度(太陽
電池素子3に熱を加えて接着層4を接着させる構成と比べてより高い温
度)で、接着層4を加熱することができる。すなわち、比較的高い温度
(例えば130℃~200℃)を融点とする樹脂等を接着層4の材料と
して選択することができる。比較的高い融点の樹脂等による接着は、接
着性能が向上する。したがって、太陽電池素子3をより確実にシールド
(内部空間Sを封止)することができ、ペロブスカイト太陽電池100
の性能の低下を抑制することができる。【0047】
(3)(1)又は(2)のペロブスカイト太陽電池100において、接着
層4のうち、導電層2及び前記封止層5を接着する接着領域423には
加圧跡Pが形成されていると好適である。【0048】
本構成によれば、太陽電池素子3をより確実にシールド(内部空間Sを
封止)することができ、ペロブスカイト太陽電池100の性能の低下を
抑制することができる。【0049】
(4)(1)又は(2)のペロブスカイト太陽電池100において、接着
層4は、凹凸を有する接着シートであると好適である。【0050】
本構成によれば、接着層4での皺の発生が抑制される。また、接着層4
の取り扱いが容易になる。この結果、ペロブスカイト太陽電池100の
製造作業の効率が向上する。【0051】
〔その他の実施形態〕 次に、ペロブスカイト太陽電池のその他の実施形
態について説明する。【0052】
(a)上記の実施形態では、第1接着端4x及び第2接着端4yのいず
れもが封止層5よりも外側に延在していたが、第1接着端4x及び第2
接着端4yのいずれか一方のみが封止層5よりも外側に延在していても
よい。【0053】
(b)上記の実施形態では、接着層4が太陽電池素子3から離間してい
る構成を説明したが、接着層4は太陽電池素子3と接触してもよい。
(c)上記の実施形態では、加圧跡Pが接着領域423に形成されてい
たが、加圧跡Pは形成されていなくてもよい。【0055】
(d)上記の実施形態では、接着層4の凹部4aが平面視菱形であり、且
つ、凸部4bが接着層4の第1接着端4xに対して傾斜するように連続
して延在する線状であって、複数の凸部4bが互いに交差するように設
けられた(図1及び図2参照)。しなしながら、凹部4a及び凸部4b
は、図1及び図2に示すような形状に限定されない。例えば、凹部4a
が平面視矩形状であり、且つ、複数の凸部4bが所定の間隔をあけて設
けられ、各凸部4bが第1接着端4x又は第2接着端4yに対して平行
に延在してもよい。また、複数の凹部4a及び複数の凸部4bが離間し
て分散して設けられてもよい。凹部4a及び凸部4bの平面形状、断面
形状等も特に限定されず、半球形状、円弧状、矩形状等であってもよい。
あるいは、接着層4は、凹部4a及び凸部4bを有しなくてもよい。す
なわち、接着層4は、凹凸を有する接着シートに限定されない。【0056】
(e)なお、上記の各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限
り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能
である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形
態は全ての点で単なる例示に過ぎない。したがって、本開示の趣旨を逸
脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
この項つづく
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