(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射面、
上記入射面にて入射した光の一部のうち導光されてきた光を、太陽電池に入射させるために出射する第一出射面、
及び
上記入射面にて入射した光の残りのうち、少なくとも一部を出射する第二出射面を有し、
上記入射した光によって励起され蛍光を発光する蛍光性分子を含有する蛍光層と、
光学層と、を備え、
上記光学層は、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させ、上記蛍光性分子の発光色の光を透過させるものであり、
上記入射面と上記第二出射面とが上記蛍光層の表と裏の関係にあり、
上記蛍光層は、第一基板の内部または表面に形成され、
上記光学層は、第二基板の表面に形成され、
上記第一基板と第二基板とが積層しており、
上記光学層から反射された上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光が上記蛍光層に入射するように、上記光学層は、上記蛍光層に対し上記第二出射面の側に積層していることを特徴とする板部材。
【請求項２】
光の入射面、
上記入射面にて入射した光の一部のうち導光されてきた光を、太陽電池に入射させるために出射する第一出射面、
及び
上記入射面にて入射した光の残りのうち、少なくとも一部を出射する第二出射面を有し、
上記入射した光によって励起され蛍光を発光する、蛍光性分子を含有する蛍光層と、
上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させ、上記蛍光性分子の発光色の光を反射させる第一光学層と、
上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させ、上記蛍光性分子の発光色の光を透過させる第二光学層と、を備え、
上記蛍光層は、第一基板の内部または表面に形成され、
上記第一光学層は、第二基板の表面に形成され、
上記第二光学層は、他の第二基板の表面に形成され、
上記第一基板と第二基板と他の第二基板とが積層しており、
上記入射面と上記第二出射面とが上記蛍光層の表と裏の関係にあり、
上記第一光学層は、上記蛍光層に対し上記第二出射面の側に積層し、
上記第二光学層は、上記蛍光層に対し上記入射面の側に積層していることを特徴とする板部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の板部材と、
太陽電池と、を備え、
上記第一出射面から出射する光が上記太陽電池に入射するように、上記第一出射面と太陽電池の受光面とが対向していることを特徴とする集光型太陽電池装置。
【請求項４】
上記第一出射面と、上記太陽電池とが、ゲル化剤を介して接着されていることを特徴とする請求項３に記載の集光型太陽電池装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載されている集光型太陽電池装置を備えることを特徴とする、太陽エネルギー発電窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は板部材、集光型太陽電池装置、及び太陽エネルギー発電窓に関するものである。例えば、色つきが抑制された窓ガラスとして使用できる板部材、上記板部材を備えた集光型太陽電池装置、及び太陽エネルギー発電窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー問題または地球温暖化問題を解決する技術として、太陽電池技術は脚光を浴びている。従来から多用されてきたシリコン型太陽電池に比べ、太陽光から電気への変換効率が高く、また省資源化にもつながることから、集光型太陽電池の開発が求められている。集光型太陽電池は集光部材としてレンズもしくは反射鏡を用いたもの、または有機色素分子（以下、「蛍光性分子」ともいう。）を含有する集光板を用いたものが挙げられる。蛍光性分子を含有する集光板を使用した例として、以下のような従来技術がある。【０００３】
特許文献１では、内部に蛍光体を分散させた透明な吸光―発光板の採光面と直角な側面に太陽電池を貼り付けて窓枠を形成する窓面太陽電池発電システムについて記載している。【０００４】
また、特許文献２では、蛍光集光板と、太陽電池と、枠部材とからなる太陽エネルギー回収窓について記載している。上記蛍光集光板は液相析出法によって製作され、上記太陽電池は、上記蛍光集光板によって太陽光線が集光される部位に配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開実用新案公報「実開昭６１−１３６５５９号公報（１９８６年８月２５日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開平３−２７３６８６号公報（１９９１年１２月４日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
集光型太陽電池の中でも、蛍光性分子を含有する集光板を使用した場合、集光板は透光性を有しているため、太陽エネルギー発電窓として建物に設置することが可能である。太陽エネルギー発電窓では、蛍光性分子を含有する集光板を窓ガラスとして使用する。【０００７】
太陽エネルギー発電窓は、例えば、ガラスなどの透光性基板に、特定波長の光によって励起される蛍光性分子を基板表面に成膜して、さらに基板の端面に太陽電池を配置させた構造を有している。蛍光性分子は入射光によって励起され、蛍光を発光する。発光された蛍光は全反射などにより基板の端面まで導光され、高密度な光となって太陽電池に入射する。蛍光性分子を含有しているため、集光板は蛍光性分子に由来する赤色、緑色、青色など、蛍光性分子特有の色を有している。【０００８】
図１５は、従来の太陽エネルギー発電窓７００の構成を示す模式図である。太陽エネルギー発電窓７００は、蛍光集光板７１０、太陽電池７１２、アルミフレーム７１３を有している。太陽電池７１２は、蛍光集光板７１０の端面７０２に設置されている。【０００９】
次に、図１６を用いて太陽エネルギー発電窓７００の発電原理について説明する。図１６は、太陽エネルギー発電窓７００において、蛍光集光板７１０中における導光の様子を説明した模式図である。蛍光集光板７１０に含有されている蛍光性分子は、入射光１４によって励起され、蛍光７７０を発光する。蛍光７７０は、蛍光集光板７１０内を光路７７１に示すように全反射しながら、蛍光集光板７１０の端面７０２に導光される。導光された光は、端面７０２に隣接して配置されている太陽電池７１２に入射する。【００１０】
図１７は、太陽エネルギー発電窓７００を、室外から見た場合の様子を示している。太陽エネルギー発電窓７００は、蛍光性分子に由来する色を示している。【００１１】
窓ガラスとして使用するには、色つきが無いことが望まれる。上記のように色つきのある集光板を窓ガラスとして使用した場合、室内からの眺望を損なってしまう一方、建物の外観をも損なってしまう。また、蛍光集光板の色つきは、窓ガラスとしての応用範囲を限定してしまい、実用化の障害となっている。【００１２】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みて、色つきを抑制し、建物の外観及び／または室内からの眺望を悪化させることなく、窓ガラスとして好適に使用できる板部材を提供することを目的とする。また、上記板部材を備えた集光型太陽電池装置、及び太陽エネルギー発電窓システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る板部材は、光の入射面、上記入射面にて入射した光の一部のうち導光されてきた光を出射する第一出射面、及び上記入射面にて入射した光の残りのうち、少なくとも一部を出射する第二出射面を有し、蛍光性分子を含有する蛍光層と、光学層と、を備え、上記光学層は、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させるものであるか、または、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させるものであり、上記蛍光層と上記光学層とが積層してなることを特徴とする。【００１４】
上記の構成によれば、上記蛍光層に入射した太陽光は、入射面に入射し、入射した光の一部は蛍光層に含有されている蛍光性分子を励起させ蛍光を発光する。発光された蛍光は、蛍光層内において全反射され、第一出射面まで導光される。また、入射面にて入射した光の残りのうち、少なくとも一部は第二出射面から出射する。【００１５】
蛍光層は、光学層と積層している。光学層は、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させ、上記蛍光性分子の発光色の光を透過させるものであるか、または、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させ、上記蛍光性分子の発光色の光を反射させるものであり、蛍光性分子の発光色またはその補色のいずれか一方を選択的に透過または反射させることができる。【００１６】
建物の外部（室外）、または建物の内部（室内）にいる観察者から見た場合、蛍光集光板の色と、誘電体多層膜ミラーからの反射光または透過光とが混色することによって、板部材の色つきを抑制することができる。これによって、本発明に係る板部材は、例えば、建物の外観または室内からの眺望を悪化させることなく、窓ガラスとして好適に利用することができる。【００１７】
本発明に係る集光型太陽電池装置は、上記に記載されている板部材と、太陽電池と、を備え、上記第一出射面から出射する光が上記太陽電池に入射するように、上記第一出射面と太陽電池とが対向していることを特徴とする。【００１８】
上記構成によれば、入射される太陽光は上記板部材の蛍光層に含有されている蛍光性分子を励起させ蛍光を発光する。蛍光は蛍光層内を全反射などによって、第一出射面まで導光され、太陽電池に入射する。これによって、色つきが抑制された板部材を有し、且つ、太陽電池によって発電可能な、集光型太陽電池装置を提供できる。【００１９】
本発明に係る太陽エネルギー発電窓は、上記に記載の集光型太陽電池装置を備えることを特徴とする。【００２０】
上記構成によれば、色つきを抑えた板部材を有するため、建物の外観及び／または室内からの眺望などを悪化させることなく、好適に建物の窓として利用できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る板部材は、入射面、上記入射面にて入射した光の一部のうち導光されてきた光を出射する第一出射面、及び上記入射面から入射した光の残りのうち、少なくとも一部を出射する第二出射面を有し、蛍光性分子を含有する蛍光層と、光学層と、を備え、上記光学層は、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させるものであるか、または、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させるものであり、上記蛍光層と上記光学層とが積層してなる構成であるため、色つきを抑制し、建物の外観と室内からの眺望とを悪化させることなく、窓ガラスとして好適に使用できるという効果を奏する。【００２２】
また、上記板部材を備える集光型太陽電池及び太陽エネルギー発電窓は、色つきが抑制された板部材を窓ガラスとして用いるため、窓ガラスとして使用した場合建物の外観と室内からの眺望を悪化させないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、蛍光集光板における導光の様子を説明した模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓を、室外から見た場合の様子を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る太陽エネルギー発電窓において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【図１５】従来の太陽エネルギー発電窓の構成を示した模式図である。
【図１６】従来の太陽エネルギー発電窓における、発電の原理を説明した模式図である。
【図１７】従来の太陽エネルギー発電窓を、室外から見た場合の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔実施形態１〕
（太陽エネルギー発電窓１００の構成）
本発明の一実施形態について、図１に基づいて説明すると以下の通りである。図１は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓１００の構成を示した模式図である。
【００２５】
太陽エネルギー発電窓１００は、図１に示すように、板部材３０、太陽電池１２、アルミフレーム１３を備えている。板部材３０は、蛍光集光板１０（蛍光層、第一基板）、誘電体多層膜ミラー１１（光学層、第二基板）を備えている。
【００２６】
（蛍光集光板１０）
蛍光集光板１０は、入射面１、端面２（第一出射面）、出射面３（第二出射面）を有し、蛍光性分子（図示しない）を含有している。蛍光集光板１０は、基板としてガラス基板などを使用することができるが、これに限定されず、透光性を有する基板であればよい。蛍光性分子を含有する層は、基板（第一基板）の内部または表面に形成される。また、入射面１と出射面３とは、蛍光集光板１０の表と裏の関係にある。
【００２７】
蛍光集光板に含有されている蛍光性分子は、入射光によって励起され、蛍光を発する物質であればよく、種類、励起光波長、発光色などは限定されない。
【００２８】
本実施形態では、紫色の光によって励起され、緑色の蛍光を発する蛍光性分子を含有している。このような蛍光性分子としては、例えばＬｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０８３（ＢＡＳＦ社製）が挙げられるが、これらに限定されることはない。
【００２９】
（誘電体多層膜ミラー１１）
誘電体多層膜ミラー１１と蛍光集光板１０とは、積層して板部材３０を形成している。誘電体多層膜ミラー１１は、蛍光集光板１０に対し、出射面３の側に積層している。太陽エネルギー発電窓１００を実装する際、蛍光集光板１０を入射光１４が入射する室外側に配置させ、誘電体多層膜ミラー１１を室内側に配置させる。
【００３０】
誘電体多層膜ミラー１１は、基板上に高い屈折率を有する誘電体材料と、低い屈折率を有する誘電体材料とを、交互に積層させることによって製作できる。例えば、高い屈折率を有する誘電体材料としてＴｉＯ２（屈折率は約２．３である）を使用し、低い屈折率を有する誘電体材料としてＳｉＯ２（屈折率は約１．４６である）を使用し、これらを交互に十数層から数十層積層させることによって製作できる。基板としてガラス基板などを使用することができるが、これに限定されず、透光性を有する基板であればよい。誘電体多層膜ミラー１１は、基板（第二基板）の表面に形成される。
【００３１】
本実施形態では、誘電体多層膜ミラー１１は、上記蛍光性分子の発光色（緑色）と補色の関係にある色（紫色）の光を反射させ、上記蛍光性分子の発光色の光（緑色）を透過させる。
【００３２】
（太陽電池１２）
蛍光集光板１０の端面２と太陽電池１２の受光面とが隣接するように、太陽電池１２が配置されている。
【００３３】
太陽電池１２は、各種太陽電池素子の感度などを考慮して、使用する蛍光集光板１０の発光色に併せて選択することが好ましい。例えば蛍光集光板の発光色が低波長光である場合には、アモルファスシリコン（α―Ｓｉ）型太陽電池素子、長波長光である場合には、多結晶シリコン（ｐ―Ｓｉ）型太陽電池素子を設置することが好ましい。このように選択することで、効率よく発電することが可能である。本実施形態では、蛍光集光板の発光色は緑色であるため、太陽電池１２がα―Ｓｉ型太陽電池素子である場合について説明する。
【００３４】
端面２から出射する光が太陽電池１２に入射するように、端面２と太陽電池１２の受光面とは対向するように配置されている。端面２と、太陽電池１２とは、ゲル化剤を介して接着されていてもよい。ゲル化剤を介して接着させることにより、界面の屈折率差を無くすことができるため、蛍光集光板の端面２から出射する光が効率よく太陽電池１２に入射することが可能である。
【００３５】
（アルミフレーム１３）
アルミフレーム１３は、蛍光集光板１０、誘電体多層膜ミラー１１、太陽電池１２の外側に位置し、これらを囲むように配置されている。
【００３６】
（太陽エネルギー発電窓１００の作動原理）
次に、図２を用いて、本実施形態における太陽エネルギー発電窓１００の作動原理について説明する。図２は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓１００において、蛍光集光板１０における導光の様子を説明した模式図である。
【００３７】
入射光１４は、蛍光集光板１０の入射面１に入射する。入射した光に含有されている紫色光によって、蛍光集光板１０に含有されている蛍光性分子は励起される。励起された蛍光性分子は、緑色の蛍光１８を発する。このように、入射した光の一部である蛍光１８は、図２で示す光路１９のように、蛍光集光板１０内を全反射されながら、蛍光集光板の端面２（第一出射面）に導光され、端面２から出射して、太陽電池１２の受光面に入射する。
【００３８】
また、入射光１４のうち入射面１にて入射した光のうち、端面２から出射した光以外の残りの光のうち少なくとも一部である光であって、蛍光性分子に吸収された紫色光以外の光である出射光１５は、出射面３（第二出射面）から出射する。出射光１５は誘電体多層膜ミラー１１に入射する。誘電体多層膜ミラー１１は緑色の透過光１７を透過させ、緑色光の補色となる紫色の反射光１６を反射させる。この反射光１６は蛍光性分子に吸収されなかった（蛍光性分子の励起に寄与しなかった）紫色光である。このように反射された紫色の反射光１６は、再度蛍光集光板１０に入射し、蛍光性分子を励起させ、蛍光２１を発する。このような蛍光２１も、光路２０に示すように蛍光集光板１０内を全反射されながら端面２まで導光され、太陽電池１２に入射する。このように、誘電体多層膜ミラー１１を備えることによって、太陽電池１２に入射する光密度は増加し、より高い効率で太陽光発電を実施することが可能である。
【００３９】
次に、図３を用いて本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓１００において、色つきが抑制される原理について説明する。室外にいる観察者２３から見た場合、蛍光集光板１０から発光される緑色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー１１によって反射され、蛍光性分子の励起に寄与せず、再度蛍光集光板１０を透過した紫色の反射光１６とが混色する。これによって、図４に示すように、観察者２３からは、太陽エネルギー発電窓１００は色つきが抑制され、無彩色に見える。本明細書中において無彩色とは、彩度が０である、白色、黒色及び灰色をいう。例えば、本実施形態によれば観察者２３からは灰色に見える。従って、太陽エネルギー発電窓１００は、建物の外観を悪化させることなく窓として好適に使用することが可能である。
【００４０】
なお、室内にいる観察者から見た場合、蛍光集光板１０から発光される緑色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー１１からの緑色の透過光１７が見えるため、太陽エネルギー発電窓１００は緑色に見える。
【００４１】
このように、本実施形態では、蛍光集光板１０に対して、室内側に誘電体多層膜ミラー１１を配置させている。この誘電体多層膜ミラー１１は、蛍光集光板の発光色を透過させ、補色となる色の光を反射させる性質を持つ。この構成によって、室外にいる観察者には、窓ガラスは色つきが抑制され、無彩色に見える。従って、室外にいる観察者に与える不快感をなくし、建物の外観を悪化させることはない。例えば色つきのためショーウィンドウに利用できないなど、応用範囲が狭められることもない。また、誘電体多層膜ミラー１１から反射された光は蛍光集光板内の蛍光性分子を励起し蛍光を発光させ、その蛍光も端部まで導光され太陽電池に入射するため、太陽光発電の発電効率を高めることができる。
【００４２】
なお、本実施形態におけるアルミフレーム１３を除いた形態が、本発明に係る集光型太陽電池装置の一実施形態である。
【００４３】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について図５と図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態１に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態１との相違点について説明するものとする。
【００４４】
図５は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓２００の構成を示した模式図である。図６は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓２００において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【００４５】
図５に示すように、太陽エネルギー発電窓２００は、太陽エネルギー発電窓１００と同じ構成を有する。異なる点としては、太陽エネルギー発電窓２００は、蛍光集光板１０の代わりに、青色の蛍光を発光する蛍光性分子を含有する蛍光集光板２１０を備えている。このような蛍光性分子としては、例えばＬｕｍｏｇｅｎ  Ｆ  Ｂｌｕｅ  ６５０（ＢＡＳＦ社製）が挙げられるが、これらに限定されることはない。また、本実施形態では、太陽エネルギー発電窓２００は、誘電体多層膜ミラー１１の代わりに、青色光を透過させ、青色光の補色となる黄色光を反射させる誘電体多層膜ミラー２１１を備えている。
【００４６】
図６に示すように、室外にいる観察者２３から見た場合、蛍光集光板２１０から発光される青色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー２１１によって反射され、再度蛍光集光板１０を透過された黄色の反射光１６とが混色する。これによって、観察者２３からは、太陽エネルギー発電窓２００は色つきが抑制され、無彩色に見える。従って、太陽エネルギー発電窓２００は、色つきが抑制され、建物の外観を悪化させることなく、窓として好適に使用することが可能である。
【００４７】
また、室内にいる観察者から見た場合、蛍光集光板２１０から発光される青色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー２１１から透過された青色の透過光１７が見えるため、太陽エネルギー発電窓２００は青色に見える。
【００４８】
なお、本実施形態では、蛍光集光板２１０に含有されている青色蛍光を発する蛍光性分子は、黄色光によって励起されない場合について説明しているため、誘電体多層膜ミラー２１１を設置することによって、太陽光発電の発電効率を高める効果は得られない。
【００４９】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について図７と図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態１に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態１との相違点について説明するものとする。
【００５０】
図７は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓３００の構成を示した模式図である。図８は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓３００において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【００５１】
図７に示すように、太陽エネルギー発電窓３００は実装する際、誘電体多層膜ミラー３１１を入射光１４が入射する室外側に配置させ、蛍光集光板１０を室内側に配置させる。誘電体多層膜ミラー３１１は、蛍光集光板１０に対し、入射面１の側に積層している。
【００５２】
本実施形態では、誘電体多層膜ミラー３１１は、蛍光性分子の発光色（緑色）の光を反射させ、蛍光性分子の発光色の光（緑色）とは補色の関係にある色（紫色）を透過させる。
【００５３】
図８に示すように、入射光１４のうち、緑色の反射光１６は誘電体多層膜ミラー３１１によって反射される。紫色の透過光１７は誘電体多層膜ミラー３１１を透過され、蛍光集光板１０に入射する。蛍光集光板１０は紫色光を吸収して緑色の蛍光２２を発する。
【００５４】
室内にいる観察者２４から見た場合、蛍光集光板１０から発光される緑色の蛍光２２と、蛍光集光板１０を透過した紫色の透過光１７（蛍光性分子の励起に寄与せずに透過した紫色の光）とが混色する。これによって、図８に示すように、観察者２４からは、太陽エネルギー発電窓３００の色つきは抑制され、無彩色に見える。従って、太陽エネルギー発電窓３００は、室内からの眺望を悪化させることなく、窓として好適に使用することが可能である。
【００５５】
なお、室外にいる観察者から見た場合、蛍光集光板１０から発光される緑色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー３１１から反射される緑色の透過光１７が見えるため、太陽エネルギー発電窓３００は緑色に見える。
【００５６】
この構成によって、室内にいる観察者には、窓ガラスは色つきが抑制され、無彩色に見える。従って、室内にいる観察者に与える不快感をなくし、室内からの眺望を悪化させることはなく、窓ガラスとして好適に使用することが可能である。また、色つきのため応用範囲が狭められることもない。
【００５７】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について図９と図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態２に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態２との相違点について説明するものとする。
【００５８】
図９は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓４００の構成を示した模式図である。図１０は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓４００において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【００５９】
図９に示すように、太陽エネルギー発電窓４００は実装する際、誘電体多層膜ミラー４１１を入射光１４が入射する室外側に配置させ、蛍光集光板２１０を室内側に配置させる。誘電体多層膜ミラー４１１は、蛍光集光板２１０に対し、入射面１の側に積層している。本実施形態では、誘電体多層膜ミラー４１１は、蛍光性分子の発光色（青色）の光を反射させ、蛍光性分子の発光色の光（青色）とは補色の関係にある色（黄色）を透過させる。
【００６０】
図１０に示すように、室内にいる観察者２４から見た場合、蛍光集光板２１０から発光される青色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー４１１及び蛍光集光板１０を透過した黄色の透過光１７とが混色する。これによって、観察者２４からは、太陽エネルギー発電窓４００の色つきは抑制され、無彩色に見える。従って、太陽エネルギー発電窓３００は、室内からの眺望を悪化させることなく、窓として使用することが可能である。
【００６１】
なお、室外にいる観察者から見た場合、蛍光集光板２１０から発光される青色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー４１１から反射される青色の反射光１６が見えるため、太陽エネルギー発電窓４００は青色に見える。
【００６２】
この構成によって、室内にいる観察者には、窓ガラスは色つきが抑制され、無彩色に見える。従って、室内にいる観察者に与える不快感をなくし、室内からの眺望を悪化させることはなく、色つきのため応用範囲が狭められることもない。
【００６３】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について図１１と図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態１に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態１との相違点について説明するものとする。
【００６４】
図１１は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓５００の構成を示した模式図である。図１２は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓５００において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【００６５】
本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓５００は、蛍光集光板１０の室外側と室内側の両方に、それぞれ誘電体多層膜ミラー１１ａ（第二光学層）、１１ｂ（第一光学層）をそれぞれ配置している。誘電体多層膜ミラー１１ａは、蛍光集光板１０に対して、入射面１の側に積層し、誘電体多層膜ミラー１１ｂは、蛍光集光板１０に対して、出射面３の側に積層している。本実施形態では、誘電体多層膜ミラー１１ａは、蛍光性分子の発光色（緑色）と補色の関係にある色（紫色）の光を反射させ、蛍光性分子の発光色の光（緑色）を透過させるものであり、誘電体多層膜ミラー１１ｂは、蛍光性分子の発光色（緑色）の光を反射させ、蛍光性分子の発光色の光（緑色）と補色の関係にある色（紫色）を透過させるものである。
【００６６】
図１２に示すように、室外にいる観察者２３から見た場合、蛍光集光板１０から発光される緑色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー１１ａによって反射された紫色の反射光１６ａとが混色する。これによって、観察者２３からは、太陽エネルギー発電窓５００の色つきは抑制され、無彩色に見える。また、室内にいる観察者２４から見た場合、蛍光集光板１０から発光される緑色光はほとんど誘電体多層膜ミラー１１によって反射されているため、太陽エネルギー発電窓５００は薄暗く見える。
【００６７】
これによって、太陽エネルギー発電窓５００は、室外、および室内にいる観察者の両者にとって、窓ガラスは色つきが抑制される。従って、室外と室内にいる観察者に与える不快感をなくし、窓ガラスとして好適に使用することができる。また、色つきのため応用範囲が狭められることもない。
【００６８】
〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について図１３と図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態５に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態５との相違点について説明するものとする。
【００６９】
図１３は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓６００の構成を示した模式図である。図１４は、本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓６００において、色つきが抑制される原理について説明した模式図である。
【００７０】
本実施形態に係る太陽エネルギー発電窓５００は、蛍光集光板２１０の室外側と室内側の両方に、それぞれ誘電体多層膜ミラー２１１ａ、２１１ｂをそれぞれ積層している。蛍光集光板２１０は、青色を発する蛍光性分子を含有する。誘電体多層膜ミラー２１１ａは、蛍光性分子の発光色（青色）と補色の関係にある色（黄色）の光を反射させ、蛍光性分子の発光色の光（青色）を透過させるものであり、誘電体多層膜ミラー２１１ｂは蛍光性分子の発光色（青色）の光を反射させ、蛍光性分子の発光色の光（青色）と補色の関係にある色（黄色）を透過させるものである。
【００７１】
図１４に示すように、室外にいる観察者２３から見た場合、蛍光集光板１０から発光される青色の蛍光２２と、誘電体多層膜ミラー２１１ａによって反射された黄色の反射光１６ａとが混色する。これによって、観察者２３からは、太陽エネルギー発電窓６００は色つきが抑制され、無彩色に見える。また、室内にいる観察者２４から見た場合、蛍光集光板２１０から発光される青色光はほとんど誘電体多層膜ミラー２１１ｂによって反射されているため、太陽エネルギー発電窓６００は薄暗く見える。
【００７２】
これによって、太陽エネルギー発電窓６００は、室外、および室内にいる観察者の両者にとって、窓ガラスは色つきが抑制される。従って、室外と室内にいる観察者に与える不快感をなくし、窓ガラスとして好適に使用できる。また、色つきのため応用範囲が狭められることもない。
【００７３】
＜付記事項＞
本発明に係る板部材は、上記蛍光層は、第一基板の内部または表面に形成され、上記光学層は、第二基板の表面に形成され、上記第一基板と第二基板とが積層しているのが好ましい。
【００７４】
上記の構成によれば、蛍光層と光学層とをそれぞれ二枚の基板に形成させ、二枚の基板を積層することによって板部材を構成している。これによって、光学層を有している基板を蛍光層の室内側、室外側、またはその両方に設置することができ、設置場所を調整することによって室外にいる観察者、室内にいる観察者、またはその両者から見たとしても色つきが抑制されている窓ガラスとして利用可能な板部材を提供することができる。
【００７５】
本発明に係る板部材は、上記光学層から反射または透過された上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光が、上記蛍光層に入射するように、上記蛍光層と上記光学層とが積層してなる構成であってもよい。
【００７６】
上記の構成によれば、上記蛍光性分子の発光色と補色関係にある色の光が、蛍光層に入射される。よって上記光学層が配置されている側の反対の側から見た場合、蛍光層の発光色と、光学層から透過または反射された上記蛍光性分子の発光色と補色関係にある色の光とが混色するため、色つきが抑制される。
【００７７】
本発明に係る板部材において、上記光学層は、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させ、上記蛍光性分子の発光色の光を透過させるものであり、上記入射面と上記第二出射面とが上記蛍光層の表と裏の関係にあり、上記光学層は、上記蛍光層に対し上記第二出射面の側に積層している構成であってもよい。
【００７８】
上記構成によれば、上記光学層によって上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光は反射され、再度蛍光層に入射する。そのため、光学層が配置されている側の反対の側から見た場合、蛍光層の発光色と、光学層から反射された上記蛍光性分子の発光色と補色関係にある色の光とが混色するため、色つきが抑制される。
【００７９】
本発明に係る板部材として、上記光学層は、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させ、上記蛍光性分子の発光色の光を反射させるものであり、上記入射面と上記第二出射面とが上記蛍光層の表と裏の関係にあり、上記光学層は、上記蛍光層に対し上記入射面の側に積層している構成であってもよい。
【００８０】
上記構成によれば、上記光学層は上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させる。よって上記蛍光層が配置されている側から見た場合、蛍光層の発光色と、光学層から透過された上記蛍光性分子の発光色と補色関係にある色の光とが混色するため、色つきが抑制される。
【００８１】
本発明に係る板部材として、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を透過させ、上記蛍光性分子の発光色の光を反射させる第一光学層と、上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光を反射させ、上記蛍光性分子の発光色の光を透過させる第二光学層と、を備え、上記入射面と上記第二出射面とが上記蛍光層の表と裏の関係にあり、上記第一光学層は、上記蛍光層に対し上記第二出射面の側に積層し、上記第二光学層は、上記蛍光層に対し上記入射面の側に積層している構成であってもよい。
【００８２】
上記構成によれば、蛍光層に対して第二光学層が配置されている側から見た場合、第二光学層によって反射される上記蛍光性分子の発光色と補色の関係にある色の光と、上記蛍光層の発光とが混色することによって、色つきが抑制される。また、蛍光層に対して第一光学層が配置されている側から見た場合、蛍光層の発光のほとんどは第一光学層によって反射され、その結果色つきが抑制される。
【００８３】
本発明に係る集光型太陽電池装置において、上記第一出射面と、上記太陽電池とが、ゲル化剤を介して接着されていてもよい。
【００８４】
上記構成によれば、界面の屈折率差を無くすことができるため、蛍光集光板の第一出射面から出射する光を効率よく太陽電池に入射することが可能である。
【００８５】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に係る板部材、太陽電池装置、及び太陽エネルギー発電窓は、建物の窓に好適に適用することができ、高い発光効率で太陽光発電を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１    入射面
２    端面（第一出射面）
３    出射面（第二出射面）
１０、２１０    蛍光集光板（蛍光層）
１１、１１ａ、１１ｂ、２１１、２１１ａ、２１１ｂ、３１１、４１１    誘電体多層膜ミラー（光学層）
１２    太陽電池
１３    アルミフレーム
１４    入射光
１５    出射光
１６    反射光
１７    透過光
１８、２１、２２    蛍光
１９、２０    光路
２３、２４    観察者
３０    板部材
１００、２００、３００、４００、５００、６００    太陽エネルギー発電窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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