特開 2024-107856 太陽電池装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024107856

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】太陽電池装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/055 20140101AFI20240802BHJP

   H01L 31/056 20140101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 622

H01L31/04 624

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012007

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金城 拓海

(72)【発明者】

【氏名】岡 真一郎

(72)【発明者】

【氏名】冨岡 安

【テーマコード（参考）】

5F151

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F151HA17

5F151JA23

5F251HA17

5F251JA23

(57)【要約】

【課題】美観を向上させることが可能な太陽電池装置を提供する。
【解決手段】一実施形態によれば、太陽電池装置は、第１主面と、第１主面に対向する第２主面と、第１側面と、を有する基板と、前記第１主面に配置され、第１色の透過光を形成するとともに第１波長の光を特定波長の光に変換する第１波長変換層と、前記第１主面に配置され、前記第１色とは異なる第２色の透過光を形成するとともに前記第１波長とは異なる第２波長の光を前記特定波長の光に変換する第２波長変換層と、前記第２主面に対向し、コレステリック液晶を有し、前記基板を介した入射光のうち、前記特定波長の光を前記基板に向けて反射する反射面を有する液晶層と、前記第１側面に対向し、前記特定波長の光で発電するように構成された太陽電池と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面と、第１主面に対向する第２主面と、第１側面と、を有する基板と、
前記第１主面に配置され、第１色の透過光を形成するとともに第１波長の光を特定波長の光に変換する第１波長変換層と、
前記第１主面に配置され、前記第１色とは異なる第２色の透過光を形成するとともに前記第１波長とは異なる第２波長の光を前記特定波長の光に変換する第２波長変換層と、
前記第２主面に対向し、コレステリック液晶を有し、前記基板を介した入射光のうち、前記特定波長の光を前記基板に向けて反射する反射面を有する液晶層と、
前記第１側面に対向し、前記特定波長の光で発電するように構成された太陽電池と、
を備える、太陽電池装置。

【請求項2】

さらに、前記第１波長変換層及び前記第２波長変換層の各々の輪郭を形成する遮光層を備える、請求項１に記載の太陽電池装置。

【請求項3】

前記遮光層は、前記特定波長を透過する、請求項２に記載の太陽電池装置。

【請求項4】

さらに、透明な保護基板を備え、
前記第１波長変換層及び前記第２波長変換層は、前記基板と前記保護基板との間に挟持されている、請求項１に記載の太陽電池装置。

【請求項5】

前記保護基板は、前記第１側面の直上に位置する第２側面を有し、
前記太陽電池は、前記第１側面及び前記第２側面に対向する、請求項４に記載の太陽電池装置。

【請求項6】

前記特定波長は、赤外線の波長帯である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の太陽電池装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、太陽電池装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、透明な太陽電池が種々提案されている。例えば、透明な色素増感型太陽電池を表示装置の表面に配置した太陽電池付き表示装置が提案されている。
また、紫外線を赤外線に変換する蛍光体層が光導波部と太陽電池との間に配置された太陽電池装置も提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－２２９４７２号公報

【特許文献2】特開２０２２－１６９５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態の目的は、美観を向上させることが可能な太陽電池装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る太陽電池装置は、
第１主面と、第１主面に対向する第２主面と、第１側面と、を有する基板と、前記第１主面に配置され、第１色の透過光を形成するとともに第１波長の光を特定波長の光に変換する第１波長変換層と、前記第１主面に配置され、前記第１色とは異なる第２色の透過光を形成するとともに前記第１波長とは異なる第２波長の光を前記特定波長の光に変換する第２波長変換層と、前記第２主面に対向し、コレステリック液晶を有し、前記基板を介した入射光のうち、前記特定波長の光を前記基板に向けて反射する反射面を有する液晶層と、前記第１側面に対向し、前記特定波長の光で発電するように構成された太陽電池と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、太陽電池装置１００の一構成例を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、液晶層３に含まれるコレステリック液晶ＣＬの一例を説明するための図である。

【図3】図３は、太陽電池装置１００を模式的に示す平面図である。

【図4】図４は、太陽電池装置１００の外観の一例を示す図である。

【図5】図５は、太陽電池装置１００の他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、太陽電池装置１００の他の構成例を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

【0008】

なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。Ｚ軸に沿った方向をＺ方向または第１方向Ａ１と称し、Ｙ軸に沿った方向をＹ方向または第２方向Ａ２と称し、Ｘ軸に沿った方向をＸ方向または第３方向Ａ３と称する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ軸及びＺ軸によって規定される面をＸ－Ｚ平面と称し、Ｙ軸及びＺ軸によって規定される面をＹ－Ｚ平面と称する。

【0009】

図１は、太陽電池装置１００の一構成例を模式的に示す断面図である。

【0010】

太陽電池装置１００は、基板１と、液晶層３と、波長変換層４１及び４２と、遮光層５と、太陽電池ＰＶと、を備えている。なお、基板１と液晶層３との間には、配向層や接着層が介在していてもよい。

【0011】

基板１は、例えば、ガラス板または合成樹脂板によって構成されている。また、基板１は、可撓性を有していてもよい。基板１は、任意の形状を取り得る。基板１は、湾曲していてもよい。
基板１は、入射光の少なくとも一部を透過する光透過性を有している。基板１は、例えば、透明なガラス板であるが、すりガラスのような不透明（半透明）なガラス板であってもよい。本明細書において、『透明』は、無色透明であることが好ましいが、有色透明であってもよい。

【0012】

本明細書において、『光』は、可視光及び不可視光を含むものである。例えば、可視光域の下限の波長は３６０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、可視光域の上限の波長は７６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下である。可視光は、第１波長帯（例えば４００ｎｍ～５００ｎｍ）の第１成分（青成分）、第２波長帯（例えば５００ｎｍ～６００ｎｍ）の第２成分（緑成分）、及び、第３波長帯（例えば６００ｎｍ～７００ｎｍ）の第３成分（赤成分）を含んでいる。不可視光は、第１波長帯より短波長である紫外線の波長帯、及び、第３波長帯より長波長である赤外線の波長帯を含んでいる。

【0013】

基板１は、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状に形成され、主面（外面）Ｆ１と、主面（内面）Ｆ２と、側面Ｓ１と、側面Ｓ２と、を有している。主面Ｆ１及び主面Ｆ２は、Ｘ－Ｙ平面に略平行な面であり、第１方向Ａ１において、互いに対向している。一例では、主面Ｆ１及び主面Ｆ２は、いずれも平坦面である。なお、主面Ｆ１及び主面Ｆ２の少なくとも一方は、微小な凹凸を有していてもよいし、型模様を有していてもよい。
側面Ｓ１及び側面Ｓ２は、Ｘ－Ｚ平面と略平行な面であり、第２方向Ａ２において、互いに対向している。

【0014】

液晶層３は、第１方向Ａ１において、基板１の主面Ｆ２に対向している。図示した例では、液晶層３は、主面Ｆ２に接している。液晶層３は、拡大して模式的に示すように、コレステリック液晶ＣＬを有している。コレステリック液晶ＣＬは、第１方向Ａ１にほぼ平行な螺旋軸ＡＸを有し、また、第１方向Ａ１に沿った螺旋ピッチＰを有している。螺旋ピッチＰは、螺旋の１周期（液晶分子が３６０度回転するのに要する螺旋軸ＡＸに沿った層厚）を示す。

【0015】

このような液晶層３は、太陽電池装置１００に入射した光ＬＴｉのうち、螺旋ピッチＰ及び液晶層３の屈折率異方性Δｎに応じて決定する選択反射帯域の円偏光を反射するように構成されている。なお、本明細書において、液晶層３における「反射」とは、液晶層３の内部における回折を伴うものである。

【0016】

液晶層３は、選択反射帯域のうち、コレステリック液晶ＣＬの旋回方向に対応した円偏光を反射する反射面３Ｒを有している。反射面３Ｒは、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜している。なお、本明細書において、円偏光は、厳密な円偏光であってもよいし、楕円偏光に近似した円偏光であってもよい。

【0017】

図１に示す例では、液晶層３は、主面Ｆ１の側から入射した光ＬＴｉの一部を基板１に向けて反射するように構成されている。

【0018】

なお、太陽電池装置１００において、図１に示した液晶層３は、他のコレステリック液晶を有するように多層化されていてもよい。他のコレステリック液晶とは、例えば、図示した螺旋ピッチＰとは異なる螺旋ピッチを有するコレステリック液晶や、図示したコレステリック液晶ＣＬの旋回方向とは逆回りに旋回したコレステリック液晶などである。

【0019】

波長変換層４１及び４２は、それぞれ主面Ｆ１に配置されている。図示した例では、波長変換層４１及び４２は、主面Ｆ１に接している。
波長変換層４１は、入射光のうち第１波長λ１の光を特定波長の光に変換する機能を有している。
波長変換層４２は、入射光のうち第２波長λ２の光を特定波長の光に変換する機能を有している。

【0020】

第２波長λ２は、第１波長λ１とは異なる波長である。第１波長λ１及び第２波長λ２は、可視光のいずれかの波長帯に含まれるが、紫外線の波長帯に含まれてもよい。特定波長は、液晶層３の選択反射帯域に含まれる波長であり、一例では、赤外線の波長帯に含まれる。波長変換層４１で変換された特定波長と、波長変換層４２で変換された特定波長とは、互いに異なる波長であってもよい。

【0021】

このような波長変換層４１及び４２は、蛍光体や量子ドットなどの波長変換材料を含んでいる。図示した例では、波長変換層４１及び４２は、互いに離間しているが、隣接していてもよい。また、波長変換層４１の一部が波長変換層４２の一部と重なっていてもよい。

【0022】

遮光層５は、波長変換層４１及び４２の各々の輪郭を形成している。図示したように、波長変換層４１及び４２が互いに離間している場合には、遮光層５は、波長変換層４１及び４２をそれぞれ縁取るように形成される。また、波長変換層４１及び４２が互いに隣接している場合には、遮光層５は、波長変換層４１と波長変換層４２との境界に形成される。
このような遮光層５は、少なくとも可視光を遮光する材料で形成されている。あるいは、遮光層５は、可視光を遮光し、特定波長を透過する材料で形成されている。

【0023】

太陽電池ＰＶは、第２方向Ａ２において、側面Ｓ１に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶは、側面Ｓ１に接している。太陽電池ＰＶは、特定波長の光を受光して、発電するように構成されている。
太陽電池ＰＶの一例としては、シリコン系太陽電池、有機薄膜太陽電池などが挙げられる。シリコン系太陽電池は、非晶質シリコン、微結晶シリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどを用いて形成されている。有機薄膜太陽電池は、有機半導体太陽電池、ペロブスカイト型太陽電池などを含み、使用する材料によって光透過性を有する場合がある。

【0024】

次に、図１に示す太陽電池装置１００の光学作用について説明する。

【0025】

太陽電池装置１００に入射する光ＬＴｉは、例えば、可視光、紫外線、及び、赤外線を含んでいる。図１に示す例では、理解を容易にするために、光ＬＴｉは、基板１に対して略垂直に入射するものとする。なお、基板１に対する光ＬＴｉの入射角度は、特に限定されない。

【0026】

光ＬＴｉは、波長変換層４１及び４２に入射する。
波長変換層４１においては、光ＬＴｉのうち、第１波長λ１の光が特定波長の光に変換される。波長変換層４１を透過した光は、特定波長に変換された光ＬＴｃと、その他の光ＬＴｔ１とに分離される。
波長変換層４２においては、光ＬＴｉのうち、第２波長λ２の光が特定波長の光に変換される。波長変換層４２を透過した光は、特定波長に変換された光ＬＴｃと、その他の光ＬＴｔ２とに分離される。

【0027】

光ＬＴｔ１及び光ＬＴｔ２は、いずれも基板１及び液晶層３を透過する。光ＬＴｔ１及び光ＬＴｔ２の各々の透過スペクトルは、互いに異なる。つまり、光ＬＴｔ１は第１色の透過光であるのに対して、光ＬＴｔ２は第１色とは異なる第２色の透過光である。
例えば、光ＬＴｉが白色光である場合、波長変換層４１において第１波長λ１として青成分の光が特定波長の光に変換されると、光ＬＴｔ１は緑成分及び赤成分を含む黄系の色を呈する。
波長変換層４２において第２波長λ２として緑成分の光が特定波長の光に変換されると、光ＬＴｔ２は青成分及び赤成分を含むマゼンタ系の色を呈する。
また、波長変換層において、赤成分の光が特定波長の光に変換されると、透過光は青成分及び緑成分を含むシアン系の色を呈する。

【0028】

波長変換層４１及び４２で特定波長に変換された光ＬＴｃは、基板１を透過し、液晶層３に入射する。そして、液晶層３は、反射面３Ｒにおいて光ＬＴｃの一部を反射する。反射された光ＬＴｒは、特定波長の円偏光である。例えば、光ＬＴｒが右回りの円偏光である場合、左回りの円偏光は、液晶層３を透過する。上記したように液晶層３が図示したコレステリック液晶ＣＬとは逆回りに旋回したコレステリック液晶を有する場合には、液晶層３は、右回りの円偏光及び左回りの円偏光をそれぞれ反射することができる。つまり、液晶層３は、特定波長の光について、右回りの円偏光及び左回りの円偏光のいずれも反射することができる。

【0029】

波長変換層４１と波長変換層４２との間において、基板１に入射した光ＬＴｉは、特定波長の光を除いて基板１を透過する。特定波長の光は、光ＬＴｃと同様に液晶層３で反射される。

【0030】

遮光層５に入射した光ＬＴｉは、概ね吸収される。但し、遮光層５が特定波長の光を透過する材料で形成されている場合には、遮光層５を透過した特定波長の光は、光ＬＴｃと同様に液晶層３で反射される。

【0031】

液晶層３で反射された光ＬＴｒの進入角θは、光導波条件を満足するように設定されている。ここでの進入角θとは、液晶層３と空気との界面で全反射を起こす臨界角以上の角度に相当する。進入角θは、基板１の法線Ｎに対する角度を示す。

【0032】

基板１及び液晶層３が同等の屈折率を有している場合、これらの積層体が単体の導光素子となり得る。この場合、光ＬＴｒは、基板１と空気との界面、及び、液晶層３と空気との界面において、反射を繰り返しながら、側面Ｓ１に向けて導光される。

【0033】

太陽電池ＰＶは、側面Ｓ１から出射された光ＬＴｒを受光して、発電する。

【0034】

なお、ここでは、特定波長が赤外線の波長帯に含まれる場合について説明したが、特定波長は、太陽電池ＰＶにおいて発電効率の高い波長に設定されることが望ましい。

【0035】

また、太陽電池装置１００が備える波長変換層は、３種類以上であってもよい。

【0036】

図２は、液晶層３に含まれるコレステリック液晶ＣＬの一例を説明するための図である。

【0037】

なお、図２では、液晶層３を第１方向Ａ１に拡大して図示している。また、簡略化のため、コレステリック液晶ＣＬを構成する液晶分子として、Ｘ－Ｙ平面に平行な同一平面に位置する複数の液晶分子のうちの１つの液晶分子ＬＭを図示している。図示した液晶分子ＬＭの配向方向は、同一平面に位置する複数の液晶分子の平均的な配向方向に相当する。

【0038】

点線で囲んだ１つのコレステリック液晶ＣＬに着目すると、コレステリック液晶ＣＬは、旋回しながら第１方向Ａ１に沿って螺旋状に積み重ねられた複数の液晶分子ＬＭによって構成されている。複数の液晶分子ＬＭは、基板１と液晶層３との界面の近傍に位置する液晶分子ＬＭ１１を有している。

【0039】

図２に示す例の液晶層３において、第２方向Ａ２に沿って隣接する複数のコレステリック液晶ＣＬの配向方向は、互いに異なっている。また、第２方向Ａ２に沿って隣接するコレステリック液晶ＣＬの各々の空間位相は、互いに異なっている。
第２方向Ａ２に沿って隣接する液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、互いに異なっている。複数の液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、第２方向Ａ２に沿って連続的に変化している。

【0040】

図中に一点鎖線で示す液晶層３の反射面３Ｒは、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜している。反射面３ＲとＸ－Ｙ平面とのなす角度θαは、鋭角である。反射面３Ｒは、液晶分子ＬＭの配向方向が揃った面、あるいは、空間位相が揃った面（等位相面）に相当する。

【0041】

このような液晶層３は、液晶分子ＬＭの配向方向が固定された状態で硬化している。つまり、液晶分子ＬＭの配向方向は、電界に応じて制御されるものではない。このため、太陽電池装置１００は、液晶層３に電界を形成するための電極を備えていない。

【0042】

一般的に、コレステリック液晶ＣＬを有する液晶層３において、垂直入射した光に対する選択反射帯域Δλは、コレステリック液晶ＣＬの螺旋ピッチＰ、液晶層３の屈折率異方性Δｎ（異常光に対する屈折率ｎｅと常光に対する屈折率ｎｏとの差分）に基づいて、次の式（１）で示される。
Δλ＝Δｎ＊Ｐ …（１）
選択反射帯域Δλの具体的な波長範囲は、（ｎｏ＊Ｐ）以上、（ｎｅ＊Ｐ）以下の範囲である。
選択反射帯域Δλの中心波長λｍは、コレステリック液晶ＣＬの螺旋ピッチＰ、液晶層３の平均屈折率ｎａｖ（＝（ｎｅ＋ｎｏ）／２）に基づいて、次の式（２）で示される。
λｍ＝ｎａｖ＊Ｐ …（２）

【0043】

図３は、太陽電池装置１００を模式的に示す平面図である。

【0044】

図３には、コレステリック液晶ＣＬの空間位相の一例が示されている。ここに示す空間位相は、コレステリック液晶ＣＬに含まれる液晶分子ＬＭのうち、基板１の近傍に位置する液晶分子ＬＭ１１の配向方向として示している。

【0045】

第２方向Ａ２に沿って並んだコレステリック液晶ＣＬの各々について、液晶分子ＬＭ１１の配向方向は互いに異なる。つまり、コレステリック液晶ＣＬの空間位相は、第２方向Ａ２に沿って異なる。
一方、第３方向Ａ３に沿って並んだコレステリック液晶ＣＬの各々について、液晶分子ＬＭ１１の配向方向は略一致する。つまり、コレステリック液晶ＣＬの空間位相は、第３方向Ａ３において略一致している。

【0046】

特に、第２方向Ａ２に並んだコレステリック液晶ＣＬに着目すると、各液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、一定角度ずつ異なっている。つまり、第２方向Ａ２に沿って並んだ複数の液晶分子ＬＭ１１の配向方向は、線形に変化している。したがって、第２方向Ａ２に沿って並んだ複数のコレステリック液晶ＣＬの空間位相は、第２方向Ａ２に沿って線形に変化している。その結果、図２に示した液晶層３のように、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜する反射面３Ｒが形成される。ここでの「線形に変化」は、例えば、液晶分子ＬＭ１１の配向方向の変化量が１次関数で表されることを示す。なお、ここでの液晶分子ＬＭ１１の配向方向とは、Ｘ－Ｙ平面における液晶分子ＬＭ１１の長軸方向に相当する。

【0047】

ここで、一平面内において、第２方向Ａ２に沿って液晶分子ＬＭ１１の配向方向が１８０度だけ変化するときの２つの液晶分子ＬＭ１１の間隔を周期Ｔと定義する。なお、図３においてＤＰは、液晶分子ＬＭ１１の旋回方向を示している。図２に示した反射面３Ｒの傾斜角度θαは、周期Ｔ及び螺旋ピッチＰによって適宜設定される。周期Ｔは、一例では、１０００ｎｍ～３０００ｎｍである。

【0048】

図４は、太陽電池装置１００の外観の一例を示す図である。

【0049】

図示した例では、波長変換層４１は雲型に形成され、波長変換層４２は月型に形成され、波長変換層４３は山型に形成されている。遮光層５は、波長変換層４１乃至４３をそれぞれ囲むように形成され、各波長変換層の輪郭を形成している。波長変換層４１乃至４３の各々の透過光は、互いに異なる色を呈する。また、波長変換層４１乃至４３は、いずれも入射光の一部の波長を、太陽電池ＰＶにて発電に利用可能な特定波長に変換する機能を有している。

【0050】

波長変換層４１を透過した光ＬＴｔ１は、第１色を呈している。また、波長変換層４１で変換された特定波長の光ＬＴｃは、液晶層３で反射された後に太陽電池ＰＶに向かって導光される。
波長変換層４２を透過した光ＬＴｔ２は、第２色を呈している。また、波長変換層４２で変換された特定波長の光ＬＴｃは、液晶層３で反射された後に太陽電池ＰＶに向かって導光される。
波長変換層４３を透過した光ＬＴｔ３は、第３色を呈している。また、波長変換層４３で変換された特定波長の光ＬＴｃは、液晶層３で反射された後に太陽電池ＰＶに向かって導光される。
第１色、第２色、及び、第３色は、互いに異なる色である。

【0051】

したがって、太陽電池装置１００は、基板１０に直接入射する光ＬＴｉの一部、及び、波長変換層４１乃至４３で変換された光ＬＴｃを利用して発電しながら、ステンドガラス風の外観を実現することができ、美観を向上させることができる。
また、透過光の色が互いに異なる複数種類の波長変換層を用いて自在に図柄を作製することができる。
また、波長変換層４１乃至４３の各々は、遮光層５によって縁取りされているため、輪郭を強調することができ、デザイン性を高めることができる。
また、遮光層５が発電に利用可能な特定波長を透過する材料で形成されている場合には、遮光層５が特定波長を遮光する場合と比較して、発電量を向上することができる。

【0052】

なお、デザイン性を優先して、波長変換層の間に非発電領域が形成されていてもよい。ここでの非発電領域とは、光ＬＴｉのほぼ全てを吸収する黒色の領域であってもよいし、波長変換層が配置される領域ではあるが、変換された光の波長が特定波長とは異なる領域であってもよいし、特定波長の光が得られない領域であってもよい。

【0053】

図５は、太陽電池装置１００の他の構成例を模式的に示す断面図である。

【0054】

図５に示す構成例は、図１に示した構成例と比較して、太陽電池装置１００がさらに透明な保護基板１１を備えた点で相違している。

【0055】

保護基板１１は、例えば、ガラス板または合成樹脂板によって構成されている。保護基板１１は、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状に形成され、主面Ｆ１１と、主面Ｆ１２と、側面Ｓ１１と、側面Ｓ１２と、を有している。
主面Ｆ１１及び主面Ｆ１２は、Ｘ－Ｙ平面に略平行な面であり、第１方向Ａ１において、互いに対向している。また、主面Ｆ１２は、第１方向Ａ１において、基板１の主面Ｆ１に対向している。
側面Ｓ１１及び側面Ｓ１２は、Ｘ－Ｚ平面と略平行な面であり、第２方向Ａ２において、互いに対向している。側面Ｓ１１は、第１方向Ａ１において側面Ｓ１の直上に位置している。側面Ｓ１２は、第１方向Ａ１において側面Ｓ２の直上に位置している。

【0056】

波長変換層４１及び４２は、基板１と保護基板１１との間に挟持されている。図示した例では、波長変換層４１及び４２は、主面Ｆ１及び主面Ｆ１２に接している。

【0057】

太陽電池ＰＶ１は、第２方向Ａ２において、側面Ｓ１及び側面Ｓ１１に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶ１は、側面Ｓ１及び側面Ｓ１１に接している。
太陽電池ＰＶ２は、第２方向Ａ２において、側面Ｓ２及び側面Ｓ１２に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶ２は、側面Ｓ２及び側面Ｓ１２に接している。

【0058】

このような太陽電池装置１００において、保護基板１１を透過した光ＬＴｉの一部は、波長変換層４１及び波長変換層４２においてそれぞれ特定波長の光に変換される。

【0059】

このとき、波長変換層４１で変換された特定波長の光は、光ＬＴｃ１０、光ＬＴｃ１１、光ＬＴｃ１２を含む。
光ＬＴｃ１０は、基板１を透過して液晶層３の反射面３Ｒで反射され、側面Ｓ１に向かって導光され、太陽電池ＰＶ１において発電に利用される。
光ＬＴｃ１１は、保護基板１１に入射し、側面Ｓ１１に向かって導光され、太陽電池ＰＶ１において発電に利用される。
光ＬＴｃ１２は、保護基板１１に入射し、側面Ｓ１２に向かって導光され、太陽電池ＰＶ２において発電に利用される。

【0060】

同様に、波長変換層４２で変換された特定波長の光は、光ＬＴｃ２０、光ＬＴｃ２１、光ＬＴｃ２２を含む。
光ＬＴｃ２０は、基板１を透過して液晶層３の反射面３Ｒで反射され、側面Ｓ１に向かって導光され、太陽電池ＰＶ１において発電に利用される。
光ＬＴｃ２１は、保護基板１１に入射し、側面Ｓ１１に向かって導光され、太陽電池ＰＶ１において発電に利用される。
光ＬＴｃ２２は、保護基板１１に入射し、側面Ｓ１２に向かって導光され、太陽電池ＰＶ２において発電に利用される。

【0061】

このように、波長変換層４１及び４２で変換された光が様々な方向に散乱する場合であっても、これらの光を発電に利用することができ、発電効率を向上することができる。
また、波長変換層４１及び４２が保護基板１１で覆われるため、波長変換層４１及び４２の劣化や、波長変換層４１及び４２の基板１からの脱落を抑制することができる。

【0062】

図５に示した例では、太陽電池装置１００が２辺に沿って太陽電池ＰＶ１及びＰＶ２を備える場合について説明したが、これに限らない。

【0063】

図６は、太陽電池装置１００の他の構成例を模式的に示す平面図である。

【0064】

図６に示す構成例では、太陽電池装置１００は、４辺に沿って太陽電池ＰＶ１乃至ＰＶ４を備えている。
太陽電池ＰＶ１は、基板１の側面Ｓ１及び保護基板１１の側面Ｓ１１に対向している。
太陽電池ＰＶ２は、基板１の側面Ｓ２及び保護基板１１の側面Ｓ１２に対向している。
太陽電池ＰＶ３は、基板１の側面Ｓ３及び保護基板１１の側面Ｓ１３に対向している。
太陽電池ＰＶ４は、基板１の側面Ｓ４及び保護基板１１の側面Ｓ１４に対向している。

【0065】

これにより、図５に示した波長変換層４１及び４２において特定波長に変換された光が散乱した場合に、いずれの方向に導光されても発電に利用することができる。

【0066】

以上説明したように、本実施形態によれば、発電しつつ、美観を向上させることが可能な太陽電池装置を提供することができる。

【0067】

上述した実施形態において、例えば、波長変換層４１は第１波長変換層に相当し、波長変換層４２は第２波長変換層に相当する。
また、基板１において、主面Ｆ１は第１主面に相当し、主面Ｆ２は第２主面に相当し、側面Ｓ１は第１側面に相当する。
また、保護基板１１において、側面Ｓ１１は第２側面に相当する。

【0068】

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0069】

１００…太陽電池装置
１…基板 Ｆ１、Ｆ２…主面 Ｓ１、Ｓ２…側面
３…液晶層 ＣＬ…コレステリック液晶 ３Ｒ…反射面
４１…波長変換層 ４２…波長変換層
５…遮光層
１１…保護基板 Ｆ１１、Ｆ１２…主面 Ｓ１１、Ｓ１２…側面
ＰＶ、ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３、ＰＶ４…太陽電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】