ホーム > 特許ランキング > 株式会社ジャパンディスプレイ
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024007185
(43)【公開日】2024-01-18
(54)【発明の名称】太陽電池装置
(51)【国際特許分類】
H02S 40/22 20140101AFI20240111BHJP
G02B 5/26 20060101ALI20240111BHJP
【ＦＩ】
H02S40/22
G02B5/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022108479
(22)【出願日】2022-07-05
(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】岡 真一郎
(72)【発明者】
【氏名】井桁 幸一
(72)【発明者】
【氏名】山田 泰之
(72)【発明者】
【氏名】金城 拓海
【テーマコード（参考）】
2H148
5F151
5F251
【Ｆターム（参考）】
2H148FA04
2H148FA09
2H148FA12
2H148FA22
5F151JA02
5F151JA03
5F151JA21
5F151JA23
5F251JA02
5F251JA03
5F251JA21
5F251JA23
(57)【要約】
【課題】光を導光する際の損失を抑制することが可能な太陽電池装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、太陽電池装置は、第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する透明基板と、前記透明基板の前記第２主面側に配置され、複数の液晶分子を含むコレステリック液晶を有する液晶層と、前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側の少なくとも一方に配置され、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる複数の太陽電池と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態によれば、太陽電池装置は、第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する透明基板と、前記透明基板の前記第２主面側に配置され、複数の液晶分子を含むコレステリック液晶を有する液晶層と、前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側の少なくとも一方に配置され、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる複数の太陽電池と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第２主面側に配置され、複数の液晶分子を含むコレステリック液晶を有する液晶層と、
前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側の少なくとも一方に配置され、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる複数の太陽電池と、
を備える、太陽電池装置。
前記透明基板の前記第２主面側に配置され、複数の液晶分子を含むコレステリック液晶を有する液晶層と、
前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側の少なくとも一方に配置され、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる複数の太陽電池と、
を備える、太陽電池装置。
【請求項2】
前記太陽電池の短辺方向に沿って並ぶ前記液晶分子の配向方向は、互いに異なり、
前記太陽電池の長辺方向に沿って並ぶ前記液晶分子の配向方向は、ほぼ一致している、請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池の長辺方向に沿って並ぶ前記液晶分子の配向方向は、ほぼ一致している、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項3】
前記複数の太陽電池は、前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側にそれぞれ配置され、
前記第１主面側に配置された前記複数の太陽電池の間隔は、前記第２主面側に配置された前記複数の太陽電池の間隔より小さい、請求項１に記載の太陽電池装置。
前記第１主面側に配置された前記複数の太陽電池の間隔は、前記第２主面側に配置された前記複数の太陽電池の間隔より小さい、請求項１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、
前記複数の太陽電池は、前記透明基板と前記保護基板との間に位置している、請求項１に記載の太陽電池装置。
前記複数の太陽電池は、前記透明基板と前記保護基板との間に位置している、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項5】
前記透明基板は、局所的に配置された散乱体を含み、
前記太陽電池は、前記散乱体に対向している、請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池は、前記散乱体に対向している、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項6】
さらに、前記散乱体に対向する反射体を備え、
前記散乱体は、前記太陽電池と前記反射体との間に位置している、請求項５に記載の太陽電池装置。
前記散乱体は、前記太陽電池と前記反射体との間に位置している、請求項５に記載の太陽電池装置。
【請求項7】
さらに、前記透明基板の前記第２主面において局所的に配置された散乱体を備え、
前記太陽電池は、前記散乱体に対向している、請求項１に記載の太陽電池装置。
前記太陽電池は、前記散乱体に対向している、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項8】
さらに、前記透明基板の前記第１主面に接する平面及び前記平面に対向する曲面を有する透明部材と、
前記透明部材の前記曲面を覆う反射膜と、を備え、
前記太陽電池は、前記透明基板の前記第２主面側において、前記透明部材に対向している、請求項１に記載の太陽電池装置。
前記透明部材の前記曲面を覆う反射膜と、を備え、
前記太陽電池は、前記透明基板の前記第２主面側において、前記透明部材に対向している、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項9】
前記太陽電池は、シリコン系太陽電池である、請求項１に記載の太陽電池装置。
【請求項10】
前記太陽電池は、有機薄膜太陽電池である、請求項１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】
例えば、液晶材料を用いた液晶偏光格子が提案されている。このような液晶偏光格子では、所望の反射性能を得る観点で、格子周期Ｔ、液晶層の屈折率異方性Δｎ（液晶層の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）、及び、液晶層の厚さｄといった各種パラメータの調整が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１７－５２２６０１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、光を導光する際の損失を抑制す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】
一実施形態によれば、太陽電池装置は、
第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する透明基板と、前記透明基板の前記第２主面側に配置され、複数の液晶分子を含むコレステリック液晶を有する液晶層と、前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側の少なくとも一方に配置され、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる複数の太陽電池と、を備える。
第１主面及び前記第１主面に対向する第２主面を有する透明基板と、前記透明基板の前記第２主面側に配置され、複数の液晶分子を含むコレステリック液晶を有する液晶層と、前記透明基板の前記第１主面側及び前記第２主面側の少なくとも一方に配置され、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる複数の太陽電池と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【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１０の一例を示す斜視図である。
太陽電池装置１０は、液晶光学素子１００と、複数の太陽電池ＰＶと、を備えている。液晶光学素子１００は、透明基板１と、液晶層３と、を備えている。図１には示していないが、液晶光学素子１００は、透明基板１と液晶層３との間に介在する配向膜を備える場合がある。また、液晶光学素子１００は、液晶層３と太陽電池ＰＶとの間に接着層を備える場合がある。
太陽電池装置１０は、液晶光学素子１００と、複数の太陽電池ＰＶと、を備えている。液晶光学素子１００は、透明基板１と、液晶層３と、を備えている。図１には示していないが、液晶光学素子１００は、透明基板１と液晶層３との間に介在する配向膜を備える場合がある。また、液晶光学素子１００は、液晶層３と太陽電池ＰＶとの間に接着層を備える場合がある。
【0010】
透明基板１は、例えば、透明なガラス板または透明な合成樹脂板によって構成されている。透明基板１は、例えば、可撓性を有する透明な合成樹脂板によって構成されていてもよい。透明基板１は、任意の形状を取り得る。例えば、透明基板１は、湾曲していてもよい。
【0011】
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波長帯より短波長帯の紫外線、及び、第３波長帯より長波長帯の赤外線を含んでいる。
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。ただし、『透明』は、半透明又は有色透明であってもよい。
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。ただし、『透明』は、半透明又は有色透明であってもよい。
【0012】
透明基板１は、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状に形成され、第１主面Ｆ１と、第２主面Ｆ２と、を有している。第１主面Ｆ１及び第２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。
【0013】
液晶層３は、透明基板１の第２主面Ｆ２の側に配置されている。液晶層３の詳細については後述する。
【0014】
複数の太陽電池ＰＶは、透明基板１の第１主面Ｆ１の側、及び、透明基板１の第２主面Ｆ２の側の少なくとも一方の側に配置されている。また、複数の太陽電池ＰＶは、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる。図示した例では、太陽電池ＰＶの各々は、第３方向Ａ３に延出し、第２方向Ａ２に沿って一定の間隔Ｇを置いて並んでいる。つまり、第２方向Ａ２は太陽電池ＰＶの短辺方向に相当し、第３方向Ａ３は太陽電池ＰＶの長辺方向に相当する。一例では、太陽電池ＰＶの短辺方向に沿った幅Ｗは、間隔Ｇと同等以下である。
【0015】
図示した例は、複数の太陽電池ＰＶが透明基板１の第２主面Ｆ２の側に配置された例に相当する。太陽電池ＰＶの各々は、液晶層３に接するように配置されている。つまり、太陽電池ＰＶは、液晶層３を挟んで透明基板１と対向している。太陽電池ＰＶを液晶光学素子１００に設ける手法として、別途製造された太陽電池ＰＶが液晶層３に接着されてもよいし、液晶層３の表面に材料を塗布することで液晶層３の上に太陽電池ＰＶが直接形成されてもよい。
【0016】
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。
【0017】
【0018】
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３１を有している。コレステリック液晶３１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。
【0019】
このような液晶層３は、透明基板１を介して入射した光ＬＴｉのうち、螺旋ピッチＰ及び屈折率異方性Δｎに応じて決定する選択反射帯域の円偏光を反射する。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。
【0020】
液晶層３において、コレステリック液晶３１は、選択反射帯域のうち、コレステリック液晶３１の旋回方向に対応した円偏光を反射する反射面３２を有している。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。
【0021】
次に、液晶光学素子１００の光学作用について説明する。
【0022】
図示した例では、液晶層３が透明基板１の側から入射した光ＬＴｉの少なくとも一部を透明基板１に向けて反射する場合について説明する。
【0023】
液晶光学素子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。
ここでは、理解を容易にするために、光ＬＴｉは、透明基板１に対して略垂直に入射するものとする。なお、透明基板１に対する光ＬＴｉの入射角度は、特に限定されない。
ここでは、理解を容易にするために、光ＬＴｉは、透明基板１に対して略垂直に入射するものとする。なお、透明基板１に対する光ＬＴｉの入射角度は、特に限定されない。
【0024】
光ＬＴｉは、第１主面Ｆ１から透明基板１の内部に進入し、第２主面Ｆ２から出射して、液晶層３に入射する。そして、液晶層３は、反射面３２において光ＬＴｉの一部を透明基板１に向けて反射し、その他の光を透過する。反射された光ＬＴｒは、波長λの円偏光である。例えば、波長λは、赤外線の波長帯である。液晶層３を透過した光ＬＴｔは、例えば可視光Ｖを含んでいる。
【0025】
液晶層３で反射された光ＬＴｒの透明基板１への進入角θａは、透明基板１における光導波条件を満足するように設定される。ここでの進入角θａとは、透明基板１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θａは、透明基板１の第１主面Ｆ１に直交する垂線に対する角度を示す。
【0026】
透明基板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光導波体となり得る。この場合、光ＬＴｒは、透明基板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導光される。
【0027】
図３は、液晶層３に含まれるコレステリック液晶３１の一例を説明するための図である。
なお、図３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３１を構成する液晶分子ＬＭ１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ＬＭ１を図示している。図示した液晶分子ＬＭ１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。
なお、図３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３１を構成する液晶分子ＬＭ１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ＬＭ１を図示している。図示した液晶分子ＬＭ１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。
【0028】
点線で囲んだ１つのコレステリック液晶３１に着目すると、コレステリック液晶３１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ＬＭ１によって構成されている。複数の液晶分子ＬＭ１は、コレステリック液晶３１の一端側の液晶分子ＬＭ１１と、コレステリック液晶３１の他端側の液晶分子ＬＭ１２と、を有している。液晶分子ＬＭ１１は、透明基板１に近接している。
【0029】
液晶層３において、第２方向Ａ２に沿って隣接するコレステリック液晶３１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３１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。
第２方向Ａ２に沿って隣接する液晶分子ＬＭ１２の配向方向も、互いに異なっている。複数の液晶分子ＬＭ１２の配向方向も、第２方向Ａ２に沿って連続的に変化している。
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。
第２方向Ａ２に沿って隣接する液晶分子ＬＭ１２の配向方向も、互いに異なっている。複数の液晶分子ＬＭ１２の配向方向も、第２方向Ａ２に沿って連続的に変化している。
【0030】
図中に一点鎖線で示す液晶層３の反射面３２は、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜している。反射面３２とＸ－Ｙ平面とのなす角度を反射面３２の傾斜角度θと称する。傾斜角度θは、鋭角である。反射面３２は、液晶分子ＬＭ１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。
【0031】
このような液晶層３は、液晶分子ＬＭ１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ＬＭ１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、液晶光学素子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。
【0032】
一般的に、コレステリック液晶を有する液晶層において、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の螺旋ピッチＰ、液晶層の屈折率異方性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。
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。
【0033】
図４は、液晶光学素子１００を模式的に示す平面図である。
図４には、コレステリック液晶３１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３１に含まれる液晶分子ＬＭ１のうち、透明基板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。
図４には、コレステリック液晶３１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３１に含まれる液晶分子ＬＭ１のうち、透明基板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。
【0034】
第２方向Ａ２に沿って並んだコレステリック液晶３１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３１の空間位相は、第２方向Ａ２に沿って異なる。ここでの第２方向Ａ２は、図１を参照して説明したように、太陽電池ＰＶの短辺方向に相当する。
【0035】
一方、第３方向Ａ３に沿って並んだコレステリック液晶３１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３１の空間位相は、第３方向Ａ３において略一致する。ここでの第３方向Ａ３は、図１を参照して説明したように、太陽電池ＰＶの長辺方向に相当する。
【0036】
特に、第２方向Ａ２に並んだコレステリック液晶３１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に沿って並んだコレステリック液晶３１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３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３２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。
【0037】
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４においてＤＰは、液晶分子ＬＭ１１の旋回方向を示している。図３に示した反射面３２の傾斜角度θは、周期Ｔ及び螺旋ピッチＰによって適宜設定される。
【0038】
ここで、太陽電池ＰＶが透明基板１の第２主面Ｆ２側に配置される場合を想定し、太陽電池ＰＶの間隔Ｇの好ましい範囲について図５を参照しながら説明する。
【0039】
ここでは、光ＬＴｉは、透明基板１の法線Ｎに沿って入射するものとし、液晶光学素子１００を透過する光については図示及び説明を省略する。液晶層３の反射面３２で反射された光ＬＴｒの回折角αは、光ＬＴｒの波長λ、及び、コレステリック液晶３１の周期Ｔに基づいて、図中の式（１）で表される。
【0040】
反射面３２で反射された光ＬＴｒが透明基板１と空気との第１界面で反射された後に液晶層３と空気との第２界面でさらに反射されるとき、反射面３２での反射位置から第２界面での反射位置までの距離を全反射距離Ｌと表す。全反射距離Ｌは、透明基板１及び液晶層３の総厚ｄ、及び、回折角αに基づき、図中の式（２）で表される。
【0041】
図中の式（３）で示すように、太陽電池ＰＶの間隔Ｇは、全反射距離Ｌより小さいことが望ましい。これにより、反射面３２で反射されてから太陽電池ＰＶまで導光される光ＬＴｒの導光距離、あるいは、液晶光学素子１００の内部での反射回数を少なくすることができる。このため、光ＬＴｒが透明基板１及び液晶層３に付着した異物や微小なクラックに起因して散乱されたり、光ＬＴｒが液晶光学素子１００の外部に漏れ出たりする不具合が抑制される。したがって、液晶光学素子１００から太陽電池ＰＶに光を導光する際の損失が抑制され、発電効率の低下が抑制される。
【0042】
なお、太陽電池ＰＶが不透明である場合、液晶光学素子１００の透過率を向上する観点では、太陽電池ＰＶの幅Ｗは小さいことが望ましく、また、間隔Ｇは小さいことが望ましい。
【0043】
太陽電池ＰＶは、例えば非可視光、特に赤外線を受光して発電する。このため、例えば光ＬＴｒの波長λを７００ｎｍとして間隔Ｇを設定することが望ましい。
【0044】
図６は、太陽電池ＰＶの間隔Ｇの範囲について他の観点で説明するための図である。
図５に示した例は、波長λの光ＬＴｉが反射面３２において一方向（図の右側の方向）のみに反射される場合を想定していたが、図６に示す例は、光ＬＴｉが反射面３２において一方向（図の右側の方向）に反射されるのに加えて、光ＬＴｉの一部が他の方向（図の左側の方向）に回折される場合を想定している。
図５に示した例は、波長λの光ＬＴｉが反射面３２において一方向（図の右側の方向）のみに反射される場合を想定していたが、図６に示す例は、光ＬＴｉが反射面３２において一方向（図の右側の方向）に反射されるのに加えて、光ＬＴｉの一部が他の方向（図の左側の方向）に回折される場合を想定している。
【0045】
例えば、反射面３２で回折された光ＬＴｄが透明基板１と空気との第１界面で反射された後に液晶層３と空気との第２界面でさらに反射されるとき、反射面３２での回折位置から第２界面での反射位置までの距離は、図５を参照して説明した全反射距離Ｌとほぼ等しい。全反射距離Ｌは、透明基板１及び液晶層３の総厚ｄ、及び、回折角αに基づき、図中の式（２）で表される。
図中の式（４）で示すように、太陽電池ＰＶの間隔Ｇは、全反射距離Ｌの２倍より小さいことが望ましい。
図中の式（４）で示すように、太陽電池ＰＶの間隔Ｇは、全反射距離Ｌの２倍より小さいことが望ましい。
【0046】
図７は、太陽電池装置１０の他の例を示す斜視図である。
図７に示す例は、図１に示した例と比較して、複数の太陽電池ＰＶが透明基板１の第１主面Ｆ１の側に配置された点で相違している。太陽電池ＰＶの各々は、透明基板１に接するように配置されている。太陽電池ＰＶを液晶光学素子１００に設ける手法として、別途製造された太陽電池ＰＶが液晶層３に接着されてもよいし、液晶層３の表面に材料を塗布することで液晶層３の上に太陽電池ＰＶが直接形成されてもよい。
図７に示す例は、図１に示した例と比較して、複数の太陽電池ＰＶが透明基板１の第１主面Ｆ１の側に配置された点で相違している。太陽電池ＰＶの各々は、透明基板１に接するように配置されている。太陽電池ＰＶを液晶光学素子１００に設ける手法として、別途製造された太陽電池ＰＶが液晶層３に接着されてもよいし、液晶層３の表面に材料を塗布することで液晶層３の上に太陽電池ＰＶが直接形成されてもよい。
【0047】
複数の太陽電池ＰＶは、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる。図示した例では、太陽電池ＰＶの各々は、第３方向Ａ３に延出し、第２方向Ａ２に沿って一定の間隔Ｇを置いて並んでいる。つまり、第２方向Ａ２は太陽電池ＰＶの短辺方向に相当し、第３方向Ａ３は太陽電池ＰＶの長辺方向に相当する。
【0048】
ここで、太陽電池ＰＶが透明基板１の第１主面Ｆ１側に配置される場合を想定し、太陽電池ＰＶの間隔Ｇの好ましい範囲について図８を参照しながら説明する。
【0049】
ここでは、光ＬＴｉは、透明基板１の法線Ｎに沿って入射するものとし、液晶光学素子１００を透過する光については図示及び説明を省略する。液晶層３の反射面３２で反射された光ＬＴｒの回折角αは、図５を参照して説明した式（１）で表される。また、全反射距離Ｌは、図５を参照して説明した式（２）で表される。
【0050】
この場合、図中の式（５）で示すように、太陽電池ＰＶの間隔Ｇは、全反射距離Ｌの１／２より小さいことが望ましい。これにより、反射面３２で反射されてから太陽電池ＰＶまで導光される光ＬＴｒの導光距離、あるいは、液晶光学素子１００の内部での反射回数を少なくすることができる。これにより、上記の例と同様に、液晶光学素子１００から太陽電池ＰＶに光を導光する際の損失が抑制され、発電効率の低下が抑制される。
【0051】
図９は、太陽電池装置１０の他の例を示す斜視図である。
図９に示す例は、図１に示した例と比較して、複数の太陽電池ＰＶが透明基板１の第１主面Ｆ１の側及び第２主面Ｆ２の側にそれぞれ配置された点で相違している。
図９に示す例は、図１に示した例と比較して、複数の太陽電池ＰＶが透明基板１の第１主面Ｆ１の側及び第２主面Ｆ２の側にそれぞれ配置された点で相違している。
【0052】
第１主面Ｆ１の側において、太陽電池ＰＶの各々は、透明基板１に接するように配置されている。また、第２主面Ｆ２の側において、太陽電池ＰＶの各々は、液晶層３に接するように配置され、液晶層３を挟んで透明基板１と対向している。
【0053】
複数の太陽電池ＰＶは、それぞれ短冊状に形成され、所定の間隔をおいて並んでいる。図示した例では、太陽電池ＰＶの各々は、第３方向Ａ３に延出している。第１主面Ｆ１の側に配置された複数の太陽電池ＰＶは、第２方向Ａ２に沿って一定の間隔Ｇ１を置いて並んでいる。第２主面Ｆ２の側に配置された複数の太陽電池ＰＶは、第２方向Ａ２に沿って一定の間隔Ｇ２を置いて並んでいる。間隔Ｇ１は、図８を参照して説明した式（５）に基づいて設定されることが望ましい。また、間隔Ｇ２は、図５を参照して説明した式（３）または図６を参照して説明した式（４）に基づいて設定されることが望ましい。このため、間隔Ｇ１は、間隔Ｇ２よりも小さい（Ｇ１＜Ｇ２）。
【0054】
次に、液晶光学素子１００の変形例について説明する。
【0055】
図１０は、液晶光学素子１００の変形例を模式的に示す断面図である。太陽電池ＰＶは、図中に点線で示している。
液晶層３は、第１層３Ａ及び第２層３Ｂを有している。第１層３Ａは、透明基板１と第２層３Ｂとの間に位置している。図示していないが、液晶光学素子１００は、透明基板１と液晶層３との間に介在する配向膜を備える場合がある。
液晶層３は、第１層３Ａ及び第２層３Ｂを有している。第１層３Ａは、透明基板１と第２層３Ｂとの間に位置している。図示していないが、液晶光学素子１００は、透明基板１と液晶層３との間に介在する配向膜を備える場合がある。
【0056】
第１層３Ａ及び第２層３Ｂは、それぞれ拡大して模式的に示すように、コレステリック液晶３１Ａ及び３１Ｂを有している。コレステリック液晶３１Ａは、第１方向Ａ１にほぼ平行な螺旋軸ＡＸＡを有し、また、第１方向Ａ１に沿った螺旋ピッチＰＡを有している。コレステリック液晶３１Ｂは、第１方向Ａ１にほぼ平行な螺旋軸ＡＸＢを有し、また、第１方向Ａ１に沿った螺旋ピッチＰＢを有している。螺旋軸ＡＸＡは螺旋軸ＡＸＢと平行である。螺旋ピッチＰＡは、螺旋ピッチＰＢと同一であるが、螺旋ピッチＰＢとは異なっていてもよい。コレステリック液晶３１Ａの旋回方向は、コレステリック液晶３１Ｂの旋回方向とは逆である。
【0057】
第１層３Ａの反射面３２Ａの傾斜方向は、第２層３Ｂの反射面３２Ｂの傾斜方向とは異なる。反射面３２Ａは、入射した光ＬＴｉを図の右側に向けて反射するように傾斜している。反射面３２Ｂは、入射した光ＬＴｉを図の左側に向けて反射するように傾斜している。
【0058】
反射面３２Ａで反射された光ＬＴｒＡの回折角αＡは、反射面３２Ｂで反射された光ＬＴｒＢの回折角αＢと同一であるが、回折角αＢとは異なっていてもよい。回折角αＡが回折角αＢと同一である場合、光ＬＴｒＡの全反射距離ＬＡは、光ＬＴｒＢの全反射距離ＬＢと同一である。
【0059】
このような変形例では、太陽電池ＰＶの間隔Ｇは、全反射距離ＬＡ及びＬＢの総和より小さいことが望ましい。
【0060】
図１１は、図１０に示した液晶層３に含まれる液晶分子の配向パターンの一例を示す図である。
図１１においては、第１層３Ａに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＡの配向パターンを示し、また、第２層３Ｂに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＢの配向パターンを示している。
図１１においては、第１層３Ａに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＡの配向パターンを示し、また、第２層３Ｂに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＢの配向パターンを示している。
【0061】
第１層３Ａにおいて、第２方向Ａ２に並んだ液晶分子ＬＭＡの各々の配向方向は、互いに異なる。例えば、Ａ－Ａ’線に沿って並んだ５つの液晶分子ＬＭＡに着目すると、液晶分子ＬＭＡの各々の配向方向は、第２方向Ａ２に沿って（図の左から右に向かって）、時計回りに一定角度ずつ変化している。なお、第３方向Ａ３に並んだ液晶分子ＬＭＡの各々の配向方向は略一致する。
【0062】
第２層３Ｂにおいて、第２方向Ａ２に並んだ液晶分子ＬＭＢの各々の配向方向は、互いに異なる。例えば、Ｂ－Ｂ’線に沿って並んだ５つの液晶分子ＬＭＢに着目すると、液晶分子ＬＭＢの各々の配向方向は、第２方向Ａ２に沿って（図の左から右に向かって）、時計回りに一定角度ずつ変化している。なお、第３方向Ａ３に並んだ液晶分子ＬＭＢの各々の配向方向は略一致する。
【0063】
このような液晶層３の製造方法の一例について、以下に簡単に説明する。
まず、透明基板１の上に配向膜を形成した後に、配向膜に配向処理を行う。その後、配向膜の上に、コレステリック液晶３１Ａを形成するための第１液晶材料を塗布し、その後、第１液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ａを有する第１層３Ａが形成される。
その後、第１層３Ａの上に、コレステリック液晶３１Ｂを形成するための第２液晶材料を塗布する。第２液晶材料は、第１液晶材料とは異なるカイラル剤を含んでいる。その後、第２液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ｂを有する第２層３Ｂが形成される。このようにして形成された第２層３Ｂの液晶分子ＬＭＡは、第１層３Ａの液晶分子ＬＭＢの配向パターンを引き継ぐ。このため、図１１に示したような配向パターンが形成される。但し、コレステリック液晶３１Ａの旋回方向は、コレステリック液晶３１Ｂの旋回方向とは逆である。このため、図１０に示したように、第１層３Ａに形成される反射面３２Ａの傾斜方向は、第２層３Ｂに形成される反射面３２の傾斜方向とは異なる。
まず、透明基板１の上に配向膜を形成した後に、配向膜に配向処理を行う。その後、配向膜の上に、コレステリック液晶３１Ａを形成するための第１液晶材料を塗布し、その後、第１液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ａを有する第１層３Ａが形成される。
その後、第１層３Ａの上に、コレステリック液晶３１Ｂを形成するための第２液晶材料を塗布する。第２液晶材料は、第１液晶材料とは異なるカイラル剤を含んでいる。その後、第２液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ｂを有する第２層３Ｂが形成される。このようにして形成された第２層３Ｂの液晶分子ＬＭＡは、第１層３Ａの液晶分子ＬＭＢの配向パターンを引き継ぐ。このため、図１１に示したような配向パターンが形成される。但し、コレステリック液晶３１Ａの旋回方向は、コレステリック液晶３１Ｂの旋回方向とは逆である。このため、図１０に示したように、第１層３Ａに形成される反射面３２Ａの傾斜方向は、第２層３Ｂに形成される反射面３２の傾斜方向とは異なる。
【0064】
図１２は、液晶光学素子１００の他の変形例を模式的に示す断面図である。太陽電池ＰＶは、図中に点線で示している。
図１２に示す変形例は、図１０に示した変形例と比較して、反射面３２Ａ及び反射面３２Ｂがいずれも入射した光ＬＴｉを図の右側に向けて反射するように傾斜している点で相違している。
図１２に示す変形例は、図１０に示した変形例と比較して、反射面３２Ａ及び反射面３２Ｂがいずれも入射した光ＬＴｉを図の右側に向けて反射するように傾斜している点で相違している。
【0065】
液晶層３の第１層３Ａは、透明基板１と第２層３Ｂとの間に位置し、コレステリック液晶３１Ａを有している。コレステリック液晶３１Ａは、第１方向Ａ１にほぼ平行な螺旋軸ＡＸＡを有し、また、第１方向Ａ１に沿った螺旋ピッチＰＡを有している。
液晶層３の第２層３Ｂは、コレステリック液晶３１Ｂを有している。コレステリック液晶３１Ｂは、第１方向Ａ１にほぼ平行な螺旋軸ＡＸＢを有し、また、第１方向Ａ１に沿った螺旋ピッチＰＢを有している。螺旋軸ＡＸＡは螺旋軸ＡＸＢと平行である。螺旋ピッチＰＡは、螺旋ピッチＰＢと同一であるが、螺旋ピッチＰＢとは異なっていてもよい。コレステリック液晶３１Ａの旋回方向は、コレステリック液晶３１Ｂの旋回方向とは逆である。
液晶層３の第２層３Ｂは、コレステリック液晶３１Ｂを有している。コレステリック液晶３１Ｂは、第１方向Ａ１にほぼ平行な螺旋軸ＡＸＢを有し、また、第１方向Ａ１に沿った螺旋ピッチＰＢを有している。螺旋軸ＡＸＡは螺旋軸ＡＸＢと平行である。螺旋ピッチＰＡは、螺旋ピッチＰＢと同一であるが、螺旋ピッチＰＢとは異なっていてもよい。コレステリック液晶３１Ａの旋回方向は、コレステリック液晶３１Ｂの旋回方向とは逆である。
【0066】
このような変形例では、太陽電池ＰＶの間隔Ｇは、光ＬＴｒＡの全反射距離ＬＡより小さく、また、光ＬＴｒＢの全反射距離ＬＢより小さいことが望ましい。
【0067】
図１３は、図１２に示した液晶層３に含まれる液晶分子の配向パターンの一例を示す図である。
図１３においては、第１層３Ａに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＡの配向パターンを示し、また、第２層３Ｂに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＢの配向パターンを示している。
図１３においては、第１層３Ａに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＡの配向パターンを示し、また、第２層３Ｂに含まれる液晶分子のうち、Ｘ－Ｙ平面に平行な一平面内に配列した液晶分子ＬＭＢの配向パターンを示している。
【0068】
第１層３Ａにおいて、第２方向Ａ２に並んだ液晶分子ＬＭＡの各々の配向方向は、互いに異なる。例えば、Ａ－Ａ’線に沿って並んだ５つの液晶分子ＬＭＡに着目すると、液晶分子ＬＭＡの各々の配向方向は、第２方向Ａ２に沿って（図の左から右に向かって）、時計回りに一定角度ずつ変化している。なお、第３方向Ａ３に並んだ液晶分子ＬＭＡの各々の配向方向は略一致する。
【0069】
第２層３Ｂにおいて、第２方向Ａ２に並んだ液晶分子ＬＭＢの各々の配向方向は、互いに異なる。例えば、Ｂ－Ｂ’線に沿って並んだ５つの液晶分子ＬＭＢに着目すると、液晶分子ＬＭＢの各々の配向方向は、第２方向Ａ２に沿って（図の左から右に向かって）、反時計回りに一定角度ずつ変化している。なお、第３方向Ａ３に並んだ液晶分子ＬＭＢの各々の配向方向は略一致する。
【0070】
このような液晶層３の製造方法の一例について、以下に簡単に説明する。
まず、透明基板１の上に配向膜を形成した後に、配向膜に配向処理を行う。その後、配向膜の上に、コレステリック液晶３１Ａを形成するための第１液晶材料を塗布し、その後、第１液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ａを有する第１層３Ａが形成される。
一方で、別途用意した支持体の上に配向膜を形成した後に、配向膜に配向処理を行う。その後、配向膜の上に、コレステリック液晶３１Ｂを形成するための第２液晶材料を塗布し、その後、第２液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ｂを有する第２層３Ｂが形成される。その後、第２層３Ｂのみを支持体から剥離し、第１層３Ａに第２層３Ｂを接着する。
このように、第１層３Ａとは別途形成された第２層３Ｂの液晶分子ＬＭＡは、第１層３Ａの液晶分子ＬＭＢとは異なる配向パターンを有することができる。このため、図１３に示したような配向パターンが形成される。
まず、透明基板１の上に配向膜を形成した後に、配向膜に配向処理を行う。その後、配向膜の上に、コレステリック液晶３１Ａを形成するための第１液晶材料を塗布し、その後、第１液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ａを有する第１層３Ａが形成される。
一方で、別途用意した支持体の上に配向膜を形成した後に、配向膜に配向処理を行う。その後、配向膜の上に、コレステリック液晶３１Ｂを形成するための第２液晶材料を塗布し、その後、第２液晶材料を硬化する。これにより、コレステリック液晶３１Ｂを有する第２層３Ｂが形成される。その後、第２層３Ｂのみを支持体から剥離し、第１層３Ａに第２層３Ｂを接着する。
このように、第１層３Ａとは別途形成された第２層３Ｂの液晶分子ＬＭＡは、第１層３Ａの液晶分子ＬＭＢとは異なる配向パターンを有することができる。このため、図１３に示したような配向パターンが形成される。
【0071】
図１０乃至図１３を参照して説明した変形例では、液晶層３が第１層３Ａ及び第２層３Ｂを有している。コレステリック液晶３１Ａの螺旋ピッチＰＡがコレステリック液晶３１Ｂの螺旋ピッチＰＢと同一であり、コレステリック液晶３１Ａの旋回方向がコレステリック液晶３１Ｂの旋回方向とは逆である場合、液晶光学素子１００に入射する光ＬＴｉのうち、同一波長λの光ＬＴｒの反射率が向上する。例えば、コレステリック液晶３１Ａの旋回方向が右回りであり、コレステリック液晶３１Ｂの旋回方向が左回りである場合、コレステリック液晶３１Ａの反射面３２Ａにおいては、波長λの光のうちの右回りの円偏光が反射され、コレステリック液晶３１Ｂの反射面３２Ｂにおいては、波長λの光のうちの左回りの円偏光が反射される。このため、図２等を参照して説明した例と比較して、液晶層３での反射率が向上し、また、太陽電池ＰＶでの発電効率が向上する。
【0072】
なお、液晶層３は、３層以上の積層体であってもよい。また、液晶層３は、螺旋ピッチが異なる層を含んでいてもよい。
【0073】
図１０乃至図１３を参照して説明した変形例は、複数の太陽電池ＰＶが第２主面Ｆ２の側に配置される場合に限らず、複数の太陽電池ＰＶが第１主面Ｆ１の側に配置される場合、あるいは、複数の太陽電池ＰＶが第１主面Ｆ１及び第２主面Ｆ２の双方に配置される場合にも適用可能である。
【0074】
【0075】
図１４に示す例において、太陽電池装置１０は、液晶光学素子１００及び太陽電池ＰＶに加えて、保護基板２１及び２２を備えている。保護基板２１は、液晶光学素子１００と保護基板２２との間に位置している。保護基板２１及び２２は、いずれも透明な基板であり、ガラス板または合成樹脂板である。液晶光学素子１００の液晶層３は、光ＬＴｉが入射する側に面している。複数の太陽電池ＰＶは、透明基板１と保護基板２１との間に位置するとともに、保護基板２１と保護基板２２との間にも位置している。
これにより、太陽電池ＰＶが保護される。また、透明基板１と保護基板２１との間の太陽電池ＰＶで発電に利用できなかった光を、保護基板２１と保護基板２２との間の太陽電池ＰＶで発電に利用することができる。
これにより、太陽電池ＰＶが保護される。また、透明基板１と保護基板２１との間の太陽電池ＰＶで発電に利用できなかった光を、保護基板２１と保護基板２２との間の太陽電池ＰＶで発電に利用することができる。
【0076】
図１５に示す例において、太陽電池装置１０の構成要素は、図１４に示した例と同一であるが、液晶光学素子１００の透明基板１は、光ＬＴｉが入射する側に面している。複数の太陽電池ＰＶは、液晶層３と保護基板２１との間に位置するとともに、保護基板２１と保護基板２２との間にも位置している。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
【0077】
図１６に示す例において、太陽電池装置１０の構成要素は、図１４に示した例と同一であるが、保護基板２１は、光ＬＴｉが入射する側に面している。保護基板２２は、保護基板２１と液晶光学素子１００との間に位置している。複数の太陽電池ＰＶは、保護基板２１と保護基板２２との間に位置するとともに、保護基板２２と透明基板１との間にも位置している。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
【0078】
図１７に示す例において、太陽電池装置１０は、２つの液晶光学素子１００Ａ及び１００Ｂと、保護基板２１と、を備えている。液晶光学素子１００Ａは、保護基板２１と液晶光学素子１００Ｂとの間に位置している。液晶光学素子１００Ａ及び１００Ｂは、同一構成であり、それぞれ透明基板１及び液晶層３を備えている。保護基板２１は、光ＬＴｉが入射する側に面している。複数の太陽電池ＰＶは、保護基板２１と液晶光学素子１００Ａの透明基板１との間に位置するとともに、液晶光学素子１００Ａの液晶層３と液晶光学素子１００Ｂの透明基板１との間にも位置している。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
【0079】
図１８に示す例において、太陽電池装置１０は、液晶光学素子１００と、太陽電池ＰＶと、保護基板２１と、保護基板２２と、を備えている。保護基板２１は、光ＬＴｉが入射する側に面している。保護基板２２は、保護基板２１と液晶光学素子１００との間に位置している。複数の太陽電池ＰＶは、保護基板２１と保護基板２２との間に位置するとともに、保護基板２２と透明基板１との間にも位置している。液晶光学素子１００において、液晶層３は支持体３０に形成され、支持体３０は透明基板１に接着されている。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
このような例でも、図１４に示した例と同様の効果が得られる。
【0080】
【0081】
【0082】
図１９に示す例において、透明基板１は、局所的に配置された散乱体４１を含んでいる。散乱体４１は、太陽電池ＰＶにおいて発電に利用する波長λの光を散乱するものである。例えば、散乱体４１は、可視光を透過し、赤外線を散乱するものが適用可能である。
太陽電池ＰＶは、第１方向Ａ１において散乱体４１に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶは、透明基板１の第２主面Ｆ２の側に配置され、液晶層３を挟んで散乱体４１に対向している。なお、太陽電池ＰＶは、第１主面Ｆ１の側に配置されてもよい。
このような例において、液晶光学素子１００に入射した光ＬＴｉは、反射を繰り返して散乱体４１で散乱される。太陽電池ＰＶは、散乱体４１で散乱された光の一部を受光して発電する。
太陽電池ＰＶは、第１方向Ａ１において散乱体４１に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶは、透明基板１の第２主面Ｆ２の側に配置され、液晶層３を挟んで散乱体４１に対向している。なお、太陽電池ＰＶは、第１主面Ｆ１の側に配置されてもよい。
このような例において、液晶光学素子１００に入射した光ＬＴｉは、反射を繰り返して散乱体４１で散乱される。太陽電池ＰＶは、散乱体４１で散乱された光の一部を受光して発電する。
【0083】
図２０に示す例においては、液晶光学素子１００は、さらに反射体４２を備えている。反射体４２は、第１方向Ａ１において散乱体４１に対向している。散乱体４１は、太陽電池ＰＶと反射体４２との間に位置している。図示した例では、反射体４２は、第１主面Ｆ１に配置されている。
このような例においては、散乱体４１で散乱された光が反射体４２によって太陽電池ＰＶに向けて反射される。このため、図１９に示した例と比較して、発電効率が向上する。
このような例においては、散乱体４１で散乱された光が反射体４２によって太陽電池ＰＶに向けて反射される。このため、図１９に示した例と比較して、発電効率が向上する。
【0084】
図２１に示す例においては、液晶光学素子１００は、さらに散乱体４３を備えている。散乱体４３は、第２主面Ｆ２において局所的に配置され、液晶層３で覆われている。太陽電池ＰＶは、第１方向Ａ１において、液晶層３を介して散乱体４３に対向している。
このような例においても、太陽電池ＰＶは、散乱体４１で散乱された光の一部を受光して発電する。
このような例においても、太陽電池ＰＶは、散乱体４１で散乱された光の一部を受光して発電する。
【0085】
図２２に示す例においては、液晶光学素子１００は、さらに透明部材４４と、反射膜４５と、を備えている。透明部材４４は、第１主面Ｆ１に接する平面４４１と、平面４４１に対向する凸状の曲面４４２と、を有している。このような透明部材４４は、透明基板１と同等の屈折率を有していることが望ましい。反射膜４５は、曲面４４２を覆っている。
太陽電池ＰＶは、第１方向Ａ１において透明部材４４に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶは、透明基板１の第２主面Ｆ２の側に配置され、透明基板１及び液晶層３を挟んで透明部材４４に対向している。
このような例において、液晶光学素子１００に入射した光ＬＴｉは、反射を繰り返した後に、透明部材４４に導光され、反射膜４５で反射される。太陽電池ＰＶは、反射膜４５で反射された光を受光して発電する。
太陽電池ＰＶは、第１方向Ａ１において透明部材４４に対向している。図示した例では、太陽電池ＰＶは、透明基板１の第２主面Ｆ２の側に配置され、透明基板１及び液晶層３を挟んで透明部材４４に対向している。
このような例において、液晶光学素子１００に入射した光ＬＴｉは、反射を繰り返した後に、透明部材４４に導光され、反射膜４５で反射される。太陽電池ＰＶは、反射膜４５で反射された光を受光して発電する。
【0086】
次に、太陽電池ＰＶの液晶光学素子１００への設置方法について説明する。
【0087】
図２３は、太陽電池ＰＶの液晶光学素子１００への設置例を示す図である。
図示した例では、太陽電池ＰＶは、例えばシリコン系太陽電池であり、液晶光学素子１００とは別途形成されたものである。このような太陽電池ＰＶは、透明な接着剤５０を介して液晶光学素子１００に接着される。図示した例では、太陽電池ＰＶは、接着剤５０により液晶層３に接着されている。なお、太陽電池ＰＶは、接着剤により透明基板１の第１主面Ｆ１に接着されてもよい。
図示した例では、太陽電池ＰＶは、例えばシリコン系太陽電池であり、液晶光学素子１００とは別途形成されたものである。このような太陽電池ＰＶは、透明な接着剤５０を介して液晶光学素子１００に接着される。図示した例では、太陽電池ＰＶは、接着剤５０により液晶層３に接着されている。なお、太陽電池ＰＶは、接着剤により透明基板１の第１主面Ｆ１に接着されてもよい。
【0088】
図２４は、太陽電池ＰＶの液晶光学素子１００への他の設置例を示す図である。
図示した例では、太陽電池ＰＶは、例えば有機薄膜太陽電池であり、液晶光学素子１００に材料を塗布することで形成されたものである。図示した例では、太陽電池ＰＶは、液晶層３の表面に直接形成されている。なお、太陽電池ＰＶは、透明基板１の第１主面Ｆ１に直接形成されてもよい。
図示した例では、太陽電池ＰＶは、例えば有機薄膜太陽電池であり、液晶光学素子１００に材料を塗布することで形成されたものである。図示した例では、太陽電池ＰＶは、液晶層３の表面に直接形成されている。なお、太陽電池ＰＶは、透明基板１の第１主面Ｆ１に直接形成されてもよい。
【0089】
以上説明したように、本実施形態によれば、光を導光する際の損失を抑制することが可能な太陽電池装置を提供することができる。
【0090】
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】
【0091】
１０…太陽電池装置 ＰＶ…太陽電池
１００…液晶光学素子
１…透明基板 Ｆ１…第１主面 Ｆ２…第２主面
３…液晶層 ３１…コレステリック液晶 ３２…反射面
２１，２２…保護基板
４１…散乱体 ４２…反射体 ４３…散乱体 ４４…透明部材 ４５…反射膜
５０…接着剤
１００…液晶光学素子
１…透明基板 Ｆ１…第１主面 Ｆ２…第２主面
３…液晶層 ３１…コレステリック液晶 ３２…反射面
２１，２２…保護基板
４１…散乱体 ４２…反射体 ４３…散乱体 ４４…透明部材 ４５…反射膜
５０…接着剤
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】