(57)【要約】本発明の発光構造体は、励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上であるシート状構造体と、前記シート状構造体の側面に設けられる光反射防止材とを備える。
2019065921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上であるシート状構造体と、
前記シート状構造体の側面に設けられる光反射防止材と
を備える発光構造体。      
【請求項２】
前記シート状構造体が、１以上の層を有するとともに、少なくとも１層が無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかから選択される基板であり、前記基板が発光し、又は基板以外の層が発光する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項３】
前記シート状構造体が、
無機ガラス及び樹脂板のいずれかである基板と、
前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上であるシート状部材と、
を備える請求項１に記載の発光構造体。
【請求項４】
前記シート状部材が、樹脂を含有し、前記樹脂中に前記波長変換材料が分散された発光層である請求項３に記載の発光構造体。
【請求項５】
前記シート状部材が、前記基板の表面に形成された皮膜からなり、又は基材フィルムの少なくとも一方の表面に皮膜が形成されてなるものであり、前記皮膜が波長変換材料を有する請求項３に記載の発光構造体。
【請求項６】
前記シート状構造体が、２枚の基板を備え、前記シート状部材が２枚の基板の間に配置される請求項３〜５のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項７】
前記光反射防止材の可視光線透過率が７０％以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項８】
前記シート状構造体の最大発光波長が７８０〜１３００ｎｍである請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項９】
前記シート状構造体の最大励起波長が４００ｎｍ以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１０】
前記光反射防止材が、モスアイ構造を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１１】
前記シート状構造体が、無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかから選択される基板を備え、
前記光反射防止材が、屈折率が前記基板の屈折率よりも低い反射防止膜である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光構造体と、
前記発光構造体の前記側面において前記光反射防止材の外側に設けられた発電用セルと、
を備える太陽電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓において太陽光発電などに使用される発光構造体、及び太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルなどの比較的高層の建築物の場合、太陽光パネルを設置できるスペースを確保しにくく、創エネルギーが不十分であるため、窓に太陽電池を設置することが実用化されている。具体的には、合わせガラスの中間層や、複層ガラスのガラスとガラスの間に、太陽電池モジュールを設けたものが知られている。しかし、太陽電池モジュールは、一般的に透明性に乏しく視界を塞いでしまうことが多い。また、透明性が高い有機太陽電池も実用されてはいるが、耐久性が低いという課題がある。【０００３】
そのような課題を解決するために、窓枠などの窓の周辺部に発電セルが設置されることが検討されている。例えば、ガラスなどの透明部材に、紫外線、可視光線または赤外線を近赤外線に波長変換する波長変換材料を含有させて、波長変換材料により波長変換された光を、透明部材内部で反射させて、ガラス側面に集光して発電する太陽放射変換装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１５／０４７０８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された太陽放射変換装置では、近赤外線に波長変換された光が、発電セルに十分に集光されず、発電効率が十分ではない。【０００６】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、シート状構造体の一方の面から入射され、その内部において、近赤外線などの高波長の光に変換された光を、シート状構造体の側面外側に設けられた発電用セルなどに効率よく入射させることが可能な発光構造体を提供することである。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、シート状構造体の最大発光波長を所定波長以上としつつ、シート状構造体の側面に光反射防止材を設けることで上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１２］を提供する。
［１］励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上であるシート状構造体と、前記シート状構造体の側面に設けられる光反射防止材とを備える発光構造体。 
［２］前記シート状構造体が、１以上の層を有するとともに、少なくとも１層が無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかから選択される基板であり、前記基板が発光し、又は基板以外の層が発光する、上記［１］に記載の発光構造体。
［３］前記シート状構造体が、無機ガラス及び樹脂板のいずれかである基板と、前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上であるシート状部材とを備える上記［１］に記載の発光構造体。
［４］前記シート状部材が、樹脂を含有し、前記樹脂中に前記波長変換材料が分散された発光層である上記［３］に記載の発光構造体。
［５］前記シート状部材が、前記基板の表面に形成された皮膜からなり、又は基材フィルムの少なくとも一方の表面に皮膜が形成されてなるものであり、前記皮膜が波長変換材料を有する上記［３］に記載の発光構造体。
［６］前記シート状構造体が、２枚の基板を備え、前記シート状部材が２枚の基板の間に配置される上記［３］〜［５］のいずれか１項に記載の発光構造体。
［７］前記光反射防止材の可視光線透過率が７０％以上である上記［１］〜［６］のいずれか１項に記載の発光構造体。
［８］前記シート状構造体の最大発光波長が７８０〜１３００ｎｍである上記［１］〜［７］のいずれか１項に記載の発光構造体。
［９］前記シート状構造体の最大励起波長が４００ｎｍ以下である上記［１］〜［８］のいずれか１項に記載の発光構造体。
［１０］前記光反射防止材が、モスアイ構造を有する上記［１］〜［９］のいずれか１項に記載の発光構造体。
［１１］前記シート状構造体が、無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかから選択される基板を備え、前記光反射防止材が、屈折率が前記基板の屈折率よりも低い反射防止膜である上記［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の発光構造体。
［１２］上記［１］〜［１１］のいずれか１項に記載の発光構造体と、前記発光構造体の前記側面において前記光反射防止材の外側に設けられた発電用セルとを備える太陽電池システム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、シート状構造体の一方の面から入射され、その内部において、比較的高波長の光に変換された光を、シート状構造体の側面外側に設けられた発電用セルなどに効率よく入射させることが可能な発光構造体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の太陽電池システムの一実施形態を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の太陽電池システムの一実施形態を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の発光構造体の一実施形態を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の発光構造体の一実施形態を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について実施形態を用いて詳細に説明する。
＜発光構造体＞
本発明の発光構造体は、励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上であるシート状構造体と、シート状構造体の側面に設けられる光反射防止材とを備える。
本発明の発光構造体は、シート状構造体の一方の面から太陽光等の光が入射され、その入射された光の少なくとも一部を、シート状構造体によって波長変換して発光するものである。
本発明では、シート状構造体の側面に光反射防止材が設けられたことで、シート状構造体で発光し、シート状構造体内部で反射されつつ側面まで導かれた光の側面における反射が防止される。そのため、シート状構造体の側面における反射ロスを少なくして、シート状構造体で発光した光を効率よく、発光構造体の側面から出射することが可能になる。
【００１１】
［シート状構造体］
本発明で使用するシート状構造体は、上記したように、最大発光波長が４００ｎｍ以上となるものである。最大発光波長が４００ｎｍ未満となると、長波長の光を十分に発光できず、発電用セルにおいて高い発電効率で発電できなくなる。シート状構造体における最大発光波長は、５００ｎｍ以上が好ましく、７００ｎｍ以上がより好ましく、７８０ｎｍ以上がさらに好ましい。最大発光波長が７００ｎｍ以上であると、シート状構造体によって発光する光が近赤外線の光となるので、発電用セルにおける発電効率をより高くすることが可能になる。
シート状構造体における最大発光波長は、その上限は特に限定されないが、一般的な波長変換材料によって波長変換して発光できるように、１４００ｎｍ以下が好ましく、１３００ｎｍ以下がより好ましい。
【００１２】
また、シート状構造体における最大励起波長は、４００ｎｍ以下であることが好ましい。このように紫外光領域に最大励起波長があると、可視光線透過率を大きく低下させることなく、シート状構造体における発光効率を高くすることが可能になる。また、シート状構造体の紫外線透過率が低下するので、建築物、乗り物などの室内への紫外線照射を少なくすることが可能である。そのような観点から最大励起波長は、３９０ｎｍ以下がより好ましい。最大励起波長は、その下限値は特に限定されないが、一般的には２００ｎｍ以上、好ましくは３００ｎｍ以上である。
【００１３】
本発明のシート状構造体は、５％以上の可視光線透過率を有することが好ましい。可視光線透過率を５％以上とすると、シート状構造体は一定量の光を透過することになる。それにより、シート状構造体は、一方の面に入射された太陽光などの光の一部を透過させ、他方の面から出射させることになるので、透明性を有する窓として使用することが可能になる。
可視光線透過率は、シート状構造体の透明性を高める観点から、１０％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましい。また、可視光線透過率は、その上限は特に限定されないが、９２％以下が好ましく、８９％以下がより好ましい。なお、可視光線透過率とは、４００〜７８０ｎｍにおける可視光線透過率の平均値を意味する。
【００１４】
本発明のシート状構造体は、１層単体からなってもよいし、２以上の層を有してもよいが、２層以上であることが好ましい。また、本発明のシート状構造体は、少なくとも１層が無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかからなる基板であることが好ましい。樹脂板は、いわゆる有機ガラスとして使用されるものである。シート状構造体において、基板は１枚でもよいし、２枚以上であってもよい。また、本発明においては、基板が発光してもよいし、基板以外の層が発光してもよい。
【００１５】
シート状構造体において発光する層は、波長変換材料を含有するとよい。波長変換材料としては、短波長側の光を高波長側の光に変換する材料、具体的には、４００ｎｍ以上の最大発光波長を有する光に変換する材料を使用すればよい。シート状構造体において発光する層が、このような波長変換材料を有することにより、シート状構造体は、上記した最大発光波長、最大励起波長を有することが可能になる。
【００１６】
波長変換材料としては、具体的には、スズ酸バリウム（ＢａＳｎＯ3）、イッテルビウム及びセリウムを含む混合結晶、プラセオジム及びイッテルビウムを含む混合結晶、ビスマス及びイッテルビウムを含む混合結晶、ユーロピウムイオン、ツリウムイオンなどのランタノイドイオンを含む化合物などが挙げられる。ランタノイドイオンを含む化合物としては、ユーロピウム錯体などの錯体化合物であることが好ましい。また、スズ酸バリウムとしては、鉄、亜鉛などの金属イオンをドープしたものでもよい。
波長変換材料としては、紫外光を、最大発光波長が近赤外光となるように波長変換するものが好ましく、特にスズ酸バリウムが好ましい。また、波長変換材料は、粒子状のものを使用することが好ましく、その平均粒径は例えば１０〜４００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍであり、より好ましくは１０〜１００ｎｍである。平均粒径は、ナノ粒子解析装置（堀場製作所社製、ｎａｎｏ  Ｐａｒｔｉｃａ  ＳＺ−１００）により測定することができる。波長変換材料の平均粒径は、以下の手順に従って測定される。まず、濃度が５重量％となるように波長変換材料をメタノールに分散し、測定試料を得る。ナノ粒子解析装置（ｎａｎｏ  Ｐａｒｔｉｃａ  ＳＺ−１００）を用いて、平均粒径として上記測定試料のＤ５０を測定する。
【００１７】
基板が発光する場合、基板自体が波長変換材料を含有し、励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が４００ｎｍ以上となるとよい。このとき、波長変換材料は、好ましくは上記した無機ガラス板又は樹脂板に分散される。
波長変換材料は、無機ガラスを構成する無機材料１００質量部、又は樹脂板を構成する樹脂１００質量部に対して、０．０１〜３質量部が好ましく、０．０５〜１．５質量部がより好ましく、０．１〜１．０質量部がさらに好ましい。
波長変換材料の含有量をこれら下限値以上とすることで、シート状構造体が基板を十分に発光することが可能になる。また、これら上限値以下とすることで、可視光線透過率が必要以上に低下することを防止できる。
【００１８】
シート状構造体において、基板が発光する場合、基板が１枚のみ設けられることが好ましい。基板を１枚のみとすることで、単純な構造のシート状構造体とすることが可能である。もちろん、基板が発光する場合、シート状構造体に基板が複数設けられてよく、その場合、少なくとも１枚の基板が発光すればよいが、２枚以上の基板が発光してもよい。
【００１９】
また、シート状構造体において、基板以外の層が発光する場合、本明細書では、その発光する層をシート状部材と呼ぶ。シート状部材は、波長変換材料を含有し、かつ励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、最大発光波長が４００ｎｍ以上となるものである。シート状部材は、基板の少なくともいずれか一方の面側に設けられるものである。
【００２０】
シート状部材の具体例としては、樹脂を含有し、その樹脂中に波長変換材料が分散された発光層が挙げられる。発光層で使用する樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂を使用することで、シート状部材は、接着層としての機能を果たしやすくなり、シート状部材を基板などに接着させやすくなる。
シート状部材において、樹脂中に上記波長変換材料を分散させる場合、波長変換材料の含有量は、樹脂１００質量部に対して、０．０１〜３質量部が好ましく、０．０５〜１．５質量部がより好ましく、０．１〜１．０質量部がさらに好ましい。
波長変換材料の含有量をこれら下限値以上とすることで、シート状部材が十分に発光することが可能になる。また、これら上限値以下とすることで、可視光線透過率が必要以上に低下することを防止できる。
【００２１】
また、シート状部材は、基板の表面に形成された皮膜であってもよい。皮膜は、波長変換材料を有するものであり、上記波長変換材料を真空蒸着、スパッタリング、コーティングなどすることで形成するとよい。
さらに、シート状部材は、基板とは別に設けられた樹脂フィルムなどの基材フィルムの一方の表面に皮膜が形成されてなるものであってもよい。皮膜は、波長変換材料を有するものであり、上記波長変換材料を、真空蒸着、スパッタリング、コーティングなどすることで基材フィルム上に形成するとよい。基材フィルムの一方の表面に皮膜が形成されてなるシート状部材は、圧着などにより基板に直接接着されてもよいし、後述する中間膜などの他の層を介して基板に接着されてもよい。また、基材フィルムの樹脂としては、ポリエステルなどの公知の樹脂を使用すればよい。基材フィルムの厚さは、例えば、１ｍｍ以下、好ましくは１０〜４００μｍ程度である。
波長変換材料を有する皮膜は、波長変換材料のみからなるものでもよいが、波長変換材料等に加えバインダー成分等を含有してもよい。
【００２２】
本発明において、シート状部材は、樹脂を含有し、樹脂中に前記波長変換材料が分散された発光層、又は基板の表面に形成された皮膜であることが好ましい。また、シート状部材は、シート状構造体において１層又は２層以上設けられるとよいが、１層のみ設けられることが好ましい。
【００２３】
また、シート状構造体は、２枚の基板を有することが好ましい。シート状構造体は、２枚の基板を有する場合、その２枚の基板の間に発光層などのシート状部材が配置されることが好ましい。このような構造によると、波長変換材料を含有するシート状部材が、２枚の基板に挟まれた構造となるため、シート状部材の劣化を効果的に抑制できる。また、２枚の基板は、これらの間に配置される発光層によって接着されることがより好ましい。
【００２４】
さらに、シート状構造体は、２枚の基板を有する場合、その間に空気層があってもよい。すなわち、シート状構造体は、空気層により厚さ方向に分離した構造を有していてもよい。２枚の基板の間に空気層がある構造は、一般的に複層ガラスと呼ばれるものであり、各基板の外周部が窓枠などのフレームに固定されることで、基板の間に空気層を設けることが可能になる。空気層がある場合には、シート状部材は、基板の表面に形成された皮膜であることが好ましい。
【００２５】
２枚の基板を有するシート状構造体の好ましい実施形態を図１、２に示す。シート状構造体２０は、図１に示すように、２枚の基板（第１及び第２の基板１１、１２）と、その間に配置され、樹脂中に波長変換材料を分散させてなる発光層（シート状部材）１０Ａとを備えるものが好ましい。発光層１０Ａは、第１及び第２の基板１１、１２を接着する。
また、図２に示すように、シート状構造体２０は、第１の基板１１と、第2の基板１２の間に空気層１３が設けられるとともに、一方の基板（第２の基板１２）の他方の基板（第1の基板１１）に対向する表面に、波長変換材料を有する皮膜（シート状部材）１０Ｂが形成されたものも好ましい。
上記したようにシート状構造体２０は、その一方の面から太陽光などの光が入射される。例えば、図１、２に示すシート状構造体２０においては、第１の基板１１の表面１１Ａ側から太陽光などの光が入射されてもよいし、第２の基板１２の表面１１Ｂ側から太陽光などの光が入射されてもよい。
ただし、図２に示すシート状構造体２０では、側面に導かれる光の量を多くする観点から、表面１１Ｂ側から太陽光などの光が入射されることが好ましい。
【００２６】
また、２枚の基板を有するシート状構造体は、２枚の基板の間に中間膜が設けられてもよい。中間膜は、樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂を有するものであり、２つの基板を接着させるための層である。
具体的には、図２に示す構造においては、空気層の代わりに中間膜が設けられてもよい。すなわち、シート状構造体は、一方の基板（第２の基板）の表面に、波長変換材料を有する皮膜（シート状部材）が形成され、一方の基板の皮膜が形成された面と、他方の基板（第１の基板）とが、中間膜を介して接着されるものでもよい。
【００２７】
また、シート状構造体は、２つの中間膜の間にシート状部材を配置して、そのシート状部材が間に配置された２つの中間膜をさらに２枚の基板で挟み込んだ構造を有していてもよい。このとき、シート状部材は、基材フィルムの一方の表面に、波長変換材料を有する皮膜が形成されてなるシート状部材であってもよいし、樹脂中に波長変換材料が分散された発光層であってもよい。
【００２８】
本発明において、シート状部材は、樹脂中に上記波長変換材料を分散させた発光層からなる場合、その厚さが、例えば、３ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは５〜３０ｍｍである。また、波長変換材料を有する皮膜の厚さは、例えば、１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜２５ｎｍである。また、上記空気層の厚さは、例えば、２〜３０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍである。
さらに、各中間膜の厚さは、例えば、０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０．２〜１．０ｍｍである。
【００２９】
また、基板と発光層が設けられる場合、基板の屈折率は、発光層の屈折率より高いことが好ましい。その場合、基板の屈折率と発光層の屈折率の差は、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０３以上、さらに好ましくは０．０７以上である。また、屈折率の差の上限は、特に限定されないが、通常は０．５以下、好ましくは０．３以下である。
シート状構造体の側面に導かれる光の量を高める観点から、発光層の屈折率は、１．３０〜１．８０であることが好ましく、１．４０〜１．６０であることがより好ましい。また、各基板の屈折率は、１．３５〜１．８５であることが好ましく、１．４５〜１．６５であることがより好ましい。
【００３０】
また、波長変換材料から発光された光を、より効率的にシート状構造体の側面に導き、発電効率を高める観点から、金属膜、熱線反射フィルム、赤外線反射フィルムなどの反射層が設けられてもよい。反射層は、シート状構造体の太陽光等の光が入射される面を一方の面、その反対側の面を他方の面とすると、シート状構造体における発光する層よりも他方の面側に設けられることが好ましい。
例えば、２枚の基板（第１及び第２の基板）を有し、その２枚の基板の間にシート状部材が設けられるとともに、第１の基板の表面側から太陽光等の光が入射される場合には、第２の基板の表面などに反射層が設けられるとよい。また、基板が１枚のみ設けられる場合には、基板の太陽光などが入射される面とは反対側の面に反射層が設けられるとよい。
【００３１】
上記したように、中間膜又は発光層に使用される樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましい。また、中間膜、又は発光層に使用する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、及び熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これら樹脂を使用することで、中間膜又は発光層の基板などに対する接着性を確保しやすくなる。発光層及び中間膜それぞれにおいて熱可塑性樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、これらの中では、発光層及び中間膜それぞれに可塑剤を含有させた場合に、ガラスに対して優れた接着性を発揮する点から、ポリビニルアセタール樹脂が特に好適である。
【００３２】
（ポリビニルアセタール樹脂）
ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化して得られるポリビニルアセタール樹脂であれば特に限定されないが、ポリビニルブチラール樹脂が好適である。
上記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度の好ましい下限は４０モル％、好ましい上限は８５モル％であり、より好ましい下限は６０モル％、より好ましい上限は７５モル％である。
【００３３】
上記ポリビニルアセタール樹脂の水酸基量の好ましい下限は１５モル％、好ましい上限は３５モル％である。水酸基量を１５モル％以上とすることで、基板との接着性、特に基板が無機ガラスである場合の接着性が良好になりやすくなり、シート状構造体の耐貫通性なども良好になりやすくなる。また、水酸基量を３５モル％以下とすることで、シート状構造体が硬くなり過ぎたりすることを防止する。上記水酸基量のより好ましい下限は２５モル％、より好ましい上限は３３モル％である。
ポリビニルアセタール樹脂としてポリビニルブチラール樹脂を用いる場合も、同様の観点から、水酸基量の好ましい下限は１５モル％、好ましい上限は３５モル％であり、より好ましい下限は２５モル％、より好ましい上限は３３モル％である。
なお、上記アセタール化度及び上記水酸基量は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６７２８「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠した方法により測定することができる。
【００３４】
ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化することにより調製することができる。ポリビニルアルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルを鹸化することにより得られ、鹸化度８０〜９９．８モル％のポリビニルアルコールが一般的に用いられる。
ポリビニルアセタール樹脂の重合度の好ましい下限は５００、好ましい上限は４０００である。重合度を５００以上することで、シート状構造体の耐貫通性が良好になる。また、重合度を４０００以下とすることで、シート状構造体の成形がしやすくなる。重合度のより好ましい下限は１０００、より好ましい上限は３６００である。
【００３５】
上記アルデヒドは特に限定されないが、一般には、炭素数が１〜１０のアルデヒドが好適に用いられる。上記炭素数が１〜１０のアルデヒドは特に限定されず、例えば、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ｎ−バレルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、ｎ−ヘキシルアルデヒド、ｎ−オクチルアルデヒド、ｎ−ノニルアルデヒド、ｎ−デシルアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。なかでも、ｎ−ブチルアルデヒド、ｎ−ヘキシルアルデヒド、ｎ−バレルアルデヒドが好ましく、ｎ−ブチルアルデヒドがより好ましい。これらのアルデヒドは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３６】
（エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂）
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂としては、非架橋型のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂であってもよいし、また、高温架橋型のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂であってもよい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物、エチレン−酢酸ビニルの加水分解物などのようなエチレン−酢酸ビニル変性体樹脂も用いることができる。
【００３７】
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は、ＪＩＳ Ｋ ６７３０「エチレン・酢酸ビニル樹脂試験方法」に準拠して測定される酢酸ビニル含量が好ましく１０〜５０質量％、より好ましくは２０〜４０質量％である。酢酸ビニル含量をこれら下限値以上とすることで、基板などに対する接着性、及びシート状構造体の耐貫通性が良好になりやすくなる。また、酢酸ビニル含量をこれら上限値以下とすることで、発光層又は中間膜の破断強度が高くなり、シート状構造体の耐衝撃性が良好になる。
【００３８】
（アイオノマー樹脂）
アイオノマー樹脂としては、特に限定はなく、様々なアイオノマー樹脂を用いることができる。具体的には、エチレン系アイオノマー、スチレン系アイオノマー、パーフルオロカーボン系アイオノマー、テレケリックアイオノマー、ポリウレタンアイオノマー等が挙げられる。これらの中では、シート状構造体の機械強度、耐久性、透明性などが良好になる点、基板が無機ガラスである場合のこれらとの接着性に優れる点から、エチレン系アイオノマーが好ましい。
【００３９】
エチレン系アイオノマーとしては、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーが透明性と強靭性に優れるため好適に用いられる。エチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、少なくともエチレン由来の構成単位および不飽和カルボン酸由来の構成単位を有する共重合体であり、他のモノマー由来の構成単位を有していてもよい。
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられ、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。また、他のモノマーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、１−ブテン等が挙げられる。
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体としては、該共重合体が有する全構成単位を１００モル％とすると、エチレン由来の構成単位を７５〜９９モル％有することが好ましく、不飽和カルボン酸由来の構成単位を１〜２５モル％有することが好ましい。
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーは、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体が有するカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和または架橋することにより得られるアイオノマー樹脂であるが、該カルボキシル基の中和度は、通常は１〜９０％であり、好ましくは５〜８５％である。
【００４０】
アイオノマー樹脂におけるイオン源としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、亜鉛等の多価金属が挙げられ、ナトリウム、亜鉛が好ましい。
【００４１】
アイオノマー樹脂の製造方法としては特に限定はなく、従来公知の製造方法によって、製造することが可能である。例えばアイオノマー樹脂として、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを用いる場合には、例えば、エチレンと不飽和カルボン酸とを、高温、高圧下でラジカル共重合を行い、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体を製造する。そして、そのエチレン・不飽和カルボン酸共重合体と、上記のイオン源を含む金属化合物とを反応させることにより、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを製造することができる。
【００４２】
（ポリウレタン樹脂）
ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート化合物と、ジオール化合物とを反応して得られるポリウレタン、イソシアネート化合物と、ジオール化合物、さらに、ポリアミンなどの鎖長延長剤を反応させることにより得られるポリウレタンなどが挙げられる。また、ポリウレタン樹脂は、硫黄原子を含有するものでもよい。その場合には、上記ジオールの一部又は全部を、ポリチオール及び含硫黄ポリオールから選択されるものとするとよい。ポリウレタン樹脂は、樹脂板との接着性を良好にすることができる。そのため、基板の少なくとも一枚が樹脂板である場合に好適に使用される。
【００４３】
（熱可塑性エラストマー）
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマー、脂肪族ポリオレフィンが挙げられる。スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。スチレン系熱可塑性エラストマーは、一般的に、ハードセグメントとなるスチレンモノマー重合体ブロックと、ソフトセグメントとなる共役ジエン化合物重合体ブロック又はその水添ブロックとを有する。スチレン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、スチレン−イソプレンジブロック共重合体、スチレン−ブタジエンジブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体、スチレン−ブタジエン／イソプレン−スチレントリブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体、並びにその水素添加体が挙げられる。
上記脂肪族ポリオレフィンは、飽和脂肪族ポリオレフィンであってもよく、不飽和脂肪族ポリオレフィンであってもよい。上記脂肪族ポリオレフィンは、鎖状オレフィンをモノマーとするポリオレフィンであってもよく、環状オレフィンをモノマーとするポリオレフィンであってもよい。中間膜の保存安定性、及び、遮音性を効果的に高める観点からは、上記脂肪族ポリオレフィンは、飽和脂肪族ポリオレフィンであることが好ましい。
上記脂肪族ポリオレフィンの材料としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、ｔｒａｎｓ−２−ブテン、ｃｉｓ−２−ブテン、１−ペンテン、ｔｒａｎｓ−２−ペンテン、ｃｉｓ−２−ペンテン、１−ヘキセン、ｔｒａｎｓ−２−ヘキセン、ｃｉｓ−２−ヘキセン、ｔｒａｎｓ−３−ヘキセン、ｃｉｓ−３−ヘキセン、１−ヘプテン、ｔｒａｎｓ−２−ヘプテン、ｃｉｓ−２−ヘプテン、ｔｒａｎｓ−３−ヘプテン、ｃｉｓ−３−ヘプテン、１−オクテン、ｔｒａｎｓ−２−オクテン、ｃｉｓ−２−オクテン、ｔｒａｎｓ−３−オクテン、ｃｉｓ−３−オクテン、ｔｒａｎｓ−４−オクテン、ｃｉｓ−４−オクテン、１−ノネン、ｔｒａｎｓ−２−ノネン、ｃｉｓ−２−ノネン、ｔｒａｎｓ−３−ノネン、ｃｉｓ−３−ノネン、ｔｒａｎｓ−４−ノネン、ｃｉｓ−４−ノネン、１−デセン、ｔｒａｎｓ−２−デセン、ｃｉｓ−２−デセン、ｔｒａｎｓ−３−デセン、ｃｉｓ−３−デセン、ｔｒａｎｓ−４−デセン、ｃｉｓ−４−デセン、ｔｒａｎｓ−５−デセン、ｃｉｓ−５−デセン、４−メチル−１−ペンテン、及びビニルシクロヘキサン等が挙げられる。
【００４４】
（可塑剤）
発光層又は中間膜が熱可塑性樹脂を含有する場合、発光層又は中間膜にさらに可塑剤を含有させてもよい。発光層又は中間膜に可塑剤を含有させることにより、発光層又は中間膜が柔軟となり、その結果、シート状構造体が柔軟になる。さらには、基板、特に基板が無機ガラスである場合に、基板との接着性を高くすることも可能になる。可塑剤は、熱可塑性樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を使用する場合に、その層に含有させると特に効果的である。
【００４５】
上記可塑剤は、例えば、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、トリエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコールジカプリレート、トリエチレングリコールジ−ｎ−オクタノエート、トリエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、ジブチルセバケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルカルビトールアジペート、エチレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，３−プロピレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，４−ブチレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，２−ブチレングリコールジ−２−エチルブチレート、ジエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、ジエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、ジプロピレングリコールジ−２−エチルブチレート、トリエチレングリコールジ−２−エチルペンタノエート、テトラエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、ジエチレングリコールジカプリエート、トリエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ヘキシルシクロヘキシル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ヘプチルノニル、セバシン酸ジブチル、油変性セバシン酸アルキド、リン酸エステルとアジピン酸エステルとの混合物、アジピン酸エステル、炭素数４〜９のアルキルアルコール及び炭素数４〜９の環状アルコールから作製された混合型アジピン酸エステル、アジピン酸ヘキシル等の炭素数６〜８のアジピン酸エステル等が挙げられる。上記可塑剤のなかでも、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルヘキサノエート（３ＧＯ）が特に好適に用いられる。
【００４６】
発光層又は中間膜において、可塑剤の含有量は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、好ましい下限は３０質量部であり、好ましい上限は７０質量部である。可塑剤の含有量を３０質量部以上とすると、シート状構造体が適度に柔軟になり、取り扱い性等が良好になる。また、可塑剤の含有量を７０質量部以下とすると、発光層又は中間膜から可塑剤が分離することが防止される。可塑剤の含有量のより好ましい下限は３５質量部、より好ましい上限は６３質量部である。
また、本発明の発光層又は中間膜は、熱可塑性樹脂を含有する場合、熱可塑性樹脂、又は熱可塑性樹脂及び可塑剤が主成分となるものであり、熱可塑性樹脂及び可塑剤の合計量が、発光層又は中間膜全量基準で、通常７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。
【００４７】
（その他添加剤）
発光層及び中間膜それぞれは、必要に応じて、酸化防止剤、接着力調整剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤等の添加剤を含有してもよい。これらの中では、酸化防止剤を使用することが好ましい。
酸化防止剤は、特に限定されず、例えば、２，２−ビス［［［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］オキシ］メチル］プロパン−１，３−ジオール１，３−ビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、４，４’−チオビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール）、４，４’−ジメチル−６，６’−ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）［２，２’−メチレンビス（フェノール）］、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４’−ブチリデンビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）等が挙げられる。
【００４８】
（基板）
基板は、窓に使用できるものであれば特に限定なく使用でき、無機ガラス板、樹脂板が挙げられる。無機ガラス板としては、特に限定されないが、クリアガラス、フロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラス、グリーンガラス等が挙げられる。
また、樹脂板としては、一般的に樹脂ガラスと呼ばれるものが使用され、特に限定されないが、ポリカーボネート、アクリル樹脂、アクリル共重合体樹脂、ポリエステルなどの樹脂から構成される透明樹脂板が挙げられる。
【００４９】
また、樹脂板のガラス転移温度は、１００℃以上となることが好ましい。ガラス転移温度が１００℃以上となることで、基板を樹脂板としたときでも十分な強度を確保することができる。
また、樹脂板のガラス転移温度は、１１０℃以上がより好ましく、３００℃以下が好ましく、２００℃以下がより好ましい。なお、ガラス転移温度を測定する方法として、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠した示差走査熱量測定（ＤＳＣ）が挙げられる。
【００５０】
シート状構造体が、２以上の基板を有する場合、複数の基板は、互いに同種の材質から構成されてもよいし、別の材質から構成されてもよい。例えば、基板を２つ有する場合、一方が無機ガラス板で、他方が樹脂板であってもよい。ただし、基板を複数有する場合、複数の基板は全て無機ガラス板であるか、又はすべて樹脂板であることが好ましい。
【００５１】
各基板は、透明基板であり、可視光線透過率が高ければ高いほうがよいが、実用的には５％以上、好ましくは２０％以上である。また、基板それぞれの可視光線透過率は、１００％以下であればよく、実用的には９９％以下である。基板が２枚以上設けられる場合、各基板は、互いに可視光線透過率が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、各基板の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１〜１５ｍｍ程度、好ましくは０．５〜５ｍｍである。シート状構造体が複数の基板を有する場合、各基板の厚さは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００５２】
本発明のシート状構造体の製造方法は、特に限定されないが、例えば、シート状構造体が複数層からなる場合には、複数層を重ね合わせて熱圧着などすることで一体化するとよい。また、基板を２枚有する場合には、２枚の基板と、その間に挟みこまれる各層（発光層、又は中間膜など）を用意し、それらを重ね合わせて熱圧着などすることで一体化するとよい。また、シート状部材が上記したように波長変換材料を有する皮膜である場合には、一体化する前に基板に予め皮膜させておくとよい。
また、２枚の基板の間に空気層がある場合には、必要に応じて基板のいずれか一方にシート状部材を形成した後、２枚の基板をフレームに固定させればよい。
【００５３】
また、中間膜、発光層などは、押し出し成形などによりシート状のものとした上で、基板などと重ね合わせるとよいが、成形時にＭＤ方向、ＴＤ方向、又はこれらの両方に延伸させてもよい。また、シート状構造体は、一体化した後に所望のサイズに切断などしてもよい。
【００５４】
［光反射防止材］
本発明の発光構造体は、光反射防止材を有する。光反射防止材は、シート状構造体の側面から出射する光の反射を防止する部材である。図１、２に示すように，光反射防止材１４は、発光構造体１５において、シート状構造体２０の側面２０Ａに隣接するように設けられる。
光反射防止材は、反射防止材料をシート状構造体の側面に、真空蒸着法、コーティング法、スパッタリング法などにより皮膜させて形成してもよいし、フィルム状の光反射防止材を側面に接着して形成してもよい。また、光反射防止材は、シート状構造体の側面に直接皮膜又は接着して、シート状構造体の側面に直接接触するように設けられることが好ましいが、接着剤などを介してシート状構造体の側面に設けられてもよい。
【００５５】
光反射防止材は、シート状構造体の側面全周にわたって設けられてもよいが、一部のみに設けられてもよい。また、光反射防止材は、シート状構造体の厚さ方向の全体にわたって設けられてもよいが、厚さ方向における一部に設けられてもよい。光反射防止材は、厚さ方向における一部に設けられる場合、少なくとも発光する層（例えば、シート状部材）の外側には設けられることが好ましい。
また、光反射防止材は、後述する発電用セルが配置される位置に対応して設けられることが好ましい。したがって、発電用セルが、シート状構造体の側面の外側の一部に設けられれば、光反射防止材もその側面の一部に設けられればよい。また、発電用セルが、シート状構造体の側面の外側に全周にわたって設けられれば光反射防止材も全周にわたって設けられればよい。
【００５６】
光反射防止材は、可視光線透過率が７０％以上であることが好ましい。可視光線透過率が７０％以上であることで、シート状構造体の側面に導かれた光が、光反射防止材で吸収されることが防止される。可視光線透過率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がさらに好ましい。可視光線透過率は高ければ高いほどよく、１００％以下であればよいが、実用的には９９％以下である。
【００５７】
光反射防止材としては、モスアイ構造を有するものが挙げられる。モスアイ構造とは、フィルムの一方の表面に微細突起パターンを有するものである。モスアイ構造においては、微細突起が、シート状構造体の最大発光波長以下のピッチで並んだものが好ましい。微小突起の間隔を最大発光波長以下とすることで、シート状構造体で発光した光の側面における反射を防止しやすくなる。
微小突起は、円柱、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱などの柱形状、円錐、三角錐、四角錐などの先細り形状のものなどいかなる形状でもよい。
光反射防止材１４は、モスアイ構造を有する場合、微細突起が形成される面は、光反射防止材１４の外側面１４Ｂ（すなわち、光反射防止材１４のシート状構造体１５側の面とは反対側の面）に配置される。
微細突起のピッチは、好ましくは１〜３００ｎｍ、より好ましくは５０〜２００ｎｍである。また、微細突起の高さは、好ましくは１〜３００ｎｍ、より好ましくは５０〜２００ｎｍである。
モスアイ構造を有する光反射防止材は、例えば、シート状構造体の側面に圧着させ、または、接着剤を使用して接着させればよい。
【００５８】
また、光反射防止材の他の好ましい具体例としては、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの酸化シリコン、窒化シリコン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素化物ポリマー、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂などの反射防止材料から構成される反射防止膜が挙げられる。これらの中では、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）が好ましい。反射防止膜は、反射防止材料のみからなるものでもよいが、光反射防止材としての機能を損なわない限り、その他の成分を含有してもよい。
【００５９】
反射防止膜は、屈折率が、シート状構造体が有する層の少なくとも１層の屈折率より低くなるものである。また、反射防止膜は、シート状構造体が上記基板を有する場合には、基板の屈折率より低くなるものであり、より好ましくはシート状構造体の全ての層の屈折率より低くなる。反射防止膜は、屈折率がシート状構造体の各層、特に基板よりも低くなることで、シート状構造体の側面における反射を防止できるようになる。反射防止膜の屈折率は、１．５以下であることが好ましく、１．４以下であることが好ましい。また、反射防止膜の屈折率は、１より大きく、好ましくは１．１５以上、より好ましくは１．２５以上である。
【００６０】
また、反射防止膜は、単層構造であってもよいが、多層構造であってもよい。多層構造の反射防止膜は、隣接する層の屈折率が互いに異なるように多層に積層したものである。具体的には、相対的に屈折率が低い層と、相対的に屈折率が高い層とを交互に複数積層したものが挙げられる。多層構造の反射防止膜は、シート状構造体の発光最大波長が高波長である場合（例えば、７００ｎｍ以上、好ましくは７８０ｎｍ以上）に特に好適である。反射防止膜が多層構造である場合には、各層の屈折率が、シート状構造体が有する層の少なくとも１層の屈折率より低くなるものであり、好ましくは基板の屈折率より低くなり、より好ましくはシート状構造体の全ての層の屈折率より低くなる。
【００６１】
反射防止膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、コーティング法などによりシート状構造体の側面に皮膜させるとよい。反射防止膜の厚さは、例えば１〜５０００００ｎｍ、好ましくは３〜２５００００ｎｍである。
また、反射防止膜を一方の面に有する樹脂フィルムをシート状構造体２０の側面に貼付してもよい。そのような反射防止膜を有する樹脂フィルムは、「ＡＲ１．５−Ｍ１２１０」（デクセリアルズ社）などの市販品を使用してもよい。
【００６２】
図１に示すように、シート状構造体２０の側面２０Ａにおいて、発光層１０Ａは平坦であってもよいが、図３に示すように、発光層１０Ａが内側に窪んで、凹部１０Ｃが形成されてもよい。この場合、凹部１０Ｃには、光反射防止材１４が入り込み、光反射防止材１４に凸部１４Ｃが形成される。このような構造により、発光層１０Ａと光反射防止材１４との接触面積が大きくなるとともに、発光層１０Ａの凹部１０Ｃと光反射防止材１４の凸部１４Ｃの界面が凹レンズとして機能する。そのため、発光層１０Ａから光反射防止材１４への入射割合が増加して、発光構造体１５の側面から出射する光量が増加する。
【００６３】
また、図４に示すように、シート状構造体２０の側面２０Ａにおいて、発光層１０Ａが外側に膨らんで凸部１０Ｄが形成され、それに応じて、光反射防止材１４は、発光層１０Ａが設けられた部分が窪んで凹部１４Ｄとなってもよい。このような構造により、発光層１０Ａと光反射防止材１４との接触面積が大きくなるとともに、発電用セルと発光層１０Ａの距離が近くなるので、発光層１０Ａから光反射防止材１４を介して発電用セルへ入射される光の量が増加する。
【００６４】
発光層に凸部又は凹部を形成する方法は、特に限定されないが、発光層の熱収縮又は熱膨張を利用する方法が好ましい。具体的には、発光層（シート状部材）を延伸した後に、２枚の基板の間に配置して所定温度以上に加熱すると、発光層の延伸方向において熱収縮が発生し、延伸方向における両端面が窪んで凹部が形成される。例えば、ＭＤ方向に延伸した後、２枚の基板の間に配置したうえで加熱すると、発光層はＭＤ方向に熱収縮し、その結果、ＭＤ方向における両端面が窪んで、凹部が形成される。そして、その熱収縮により凹部が形成されたシート状構造体の側面に、光反射防止材を設けると、光反射防止材が凹部に入り込み、光反射防止材に凸部が形成される。
【００６５】
また、発光層（シート状部材）を延伸した後に、２枚の基板の間に配置して所定温度以上に加熱すると、発光層は、延伸方向に直交する方向において熱膨張し、その直交する方向における両端面が膨らんで凸部に形成される。例えば、ＭＤ方向に延伸した後、２枚の基板の間に配置した発光層は、その後の加熱によりＴＤ方向に熱膨張し、その結果、ＴＤ方向における両端面が膨らみ、凸部が形成される。そして、その熱膨張により凸部が形成されたシート状構造体の側面に、光反射防止材を設けると、凸部に対応して光反射防止材に凹部が形成される。
なお、上記熱収縮又は熱膨張は、特に限定されないが、基板と発光層などを一体化する際の熱圧着の加熱によって行なってもよいし、一体化した後、別途加熱して行なってもよい。
【００６６】
［発光構造体の用途］
本発明の発光構造体は、シート状構造体の一方の面が太陽光が入射される屋外側に配置されて使用されるものである。本発明のシート状構造体は、各種分野に使用可能であるが、自動車、電車、船舶などの各種乗り物、ビル、マンション、一戸建て、ホール、体育館などの各種建築物等の室外窓用に使用されることが好ましい。なお、室外窓とは、本明細書では、太陽光が入射される位置に配置される窓を意味する。したがって、室外窓は、通常、建築物の外面、乗り物の外面に配置されるものであるが、二重窓の内窓などでも、太陽光が入射される位置に配置されるならば、本明細書の室外窓に包含される。
また、発光構造体は、自動車においては、リアウィンドウ、サイドウィンドウ、ルーフウィンドウに使用すればよい。
【００６７】
＜太陽電池システム＞
本発明の太陽電池システムは、上記した発光構造体と、発電用セルとを備える。発電用セル１７は、図１、２に示すように、シート状構造体２０の側面２０Ａにおいて、光反射防止材１４の外側に設けられるものである。このように発電用セル１７が配置されると、シート状構造体２０で発光して、その内部を側面２０Ａまで導かれた光は、光反射防止材１４を通過した後、発電用セル１７に入射されることになる。これにより、太陽電池システムでは、シート状構造体２０で発光した光の側面２０Ａでの反射ロスが少なくなり、発電セル１７における発電効率が向上する。
【００６８】
なお、発電用セルは、シート状構造体の側面の外側の少なくとも1箇所に配置されればよい。したがって、発電用セルは、シート状構造体の側面の外側の一部に設けられてもよいし、シート状構造体の側面の外側に全周にわたって設けられてもよい。
発電用セル１７は、図１，２に示すように、シート状構造体２０の厚さ方向の全体にわたって、シート状構造体２０内部に伝播される光を受光できるように配置されることが好ましいが、厚さ方向の一部において、シート状構造体２０内部に伝播される光を受光できるように配置されてもよい。発電用セルは、厚さ方向の一部において光を受光できるように配置される場合、発光する層（例えば、発光層１０Ａ）から出射する光を少なくとも受光できるように、少なくとも発光する層の外側に設けられることが好ましい。
また、発電用セル１７は、図１，２に示すように、通常、光反射防止材の外側面１４Ｂに接触するように配置される。
【００６９】
［発電用セル］
太陽電池システムにおいて使用する発電用セルは、光を電気に変換するセルであれば特に限定されない。ただし、発電用セルは、シート状構造体の最大発光波長又はその近傍の光を高効率で電気に変換するものが好ましい。したがって、発電用セルは、４００ｎｍ以上のいずれかの波長において発電効率が最も高くなればよいが、好ましくは５００ｎｍ以上、より好ましくは７００〜１４００ｎｍ、さらに好ましくは７８０〜１３００ｎｍのいずれかの波長において発電効率が最も高くなる。このように近赤外領域の光に対して発電効率が高いと、上記したシート状部材の最大発光波長が近赤外領域にある場合に、発電効率を高くすることができる。
【００７０】
発電セルの具体例として、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系半導体を光電変換層に用いた発電用セル、ＣｕＩｎＳｅ系やＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ系、Ａｇ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ系、ＣｕＩｎＳ系、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ系、Ａｇ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ系やこれらの固溶体、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系、ＧａＡｓ系、ＣｄＴｅ系などで代表される化合物系半導体を光電変換層に用いた発電用セル、有機色素などの有機材料を光電変換層に用いた有機系の発電用セルなどが挙げられる。
発電セルとしては、近赤外領域の光に対して発電効率を高くするために、シリコン系半導体、化合物半導体（ＣＩＳ，ＣＩＧＳ）を光電変換層に用いた発電用セルが好ましい。
【実施例】
【００７１】
本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。【００７２】
各物性の測定方法、及び発光構造体の評価方法は以下の通りである。
［最大励起波長、最大発光波長］
最大励起波長は、装置堀場製作所Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ−３により３００〜５００ｎｍの励起光をシート状構造体又はシート状部材の一方の面に垂直に照射したとき、極大発光波長の条件で検出した蛍光強度が最大となる励起光の波長である。最大発光波長は、最大励起波長の光を照射したときに、５００〜１４００ｎｍの条件で検出した発光強度が最大となる波長である。
［屈折率］
屈折率は、デジタルアッベ屈折率計ＤＲ−Ａ１（アタゴ社製）で測定したものである。
［可視光線透過率］
可視光線透過率は、ＪＩＳＲ３２１２に準拠して測定機器：紫外可視赤外分光光度計（日立ハイテク社製、Ｕ４１５０）で測定し、４００〜７８０ｎｍにおける可視光線透過率の平均値を求めた。【００７３】
（発電量評価）
各実施例、比較例で得られたシート状構造体の側面の外側に発電用シリコン太陽電池モジュール（商品名「ＥＴＭＰ２５０−０．５Ｖ」、秋月電子通商社製、通販コード  Ｍ−０４１７９）を配置した。発電用セルは、各実施例では光反射防止材の外側面に接するように配置する一方、比較例ではシート状構造体の側面に接するように配置した。
発電量は、シート状構造体の一方の面（第１の基板の表面）側から擬似太陽光を入射させ、発電用セルにおける単位面積当たりの発電量を測定することで評価した。なお、擬似太陽光の光源としては、朝日分光株式会社製のソーラーシュミレーターＨＡＬ−Ｃ１００を用いた。
Ａ：比較例１に比べて単位面積当たりの発電量が１．２倍増加した。
Ｂ：比較例１より単位面積当たりの発電量が増加したが、１．２倍未満であった。ただし、Ｂ評価のもののうち、発電量の増加が少ないもの（１．１倍未満）はＢ−とした。【００７４】
各実施例、比較例のシート状部材に使用した各化合物は、以下のとおりである。
ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）：アセタール化度６９モル％、水酸基量３０モル％、重合度１７００
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）：酢酸ビニル含量３２質量％
熱可塑性エラストマー：三井化学社製「アブソートマーＥＰ−１００１」、脂肪族ポリオレフィン
ポリウレタン樹脂：ＢＡＳＦ社製、エラストランＣ６０Ｄ
波長変換材料（１）：ユーロピウム錯体、粒子状、平均粒径：：５０μｍ
波長変換材料（２）：スズ酸バリウム（ＢａＳｎＯ3）、粒子状、平均粒径：５０μｍ
可塑剤：トリエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート（３ＧＯ）
酸化防止剤：２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）【００７５】
［実施例１］
表１に示すように、第１及び第２の基板として、２枚のクリアガラス（厚さ２．５ｍｍ、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、可視光線透過率：９０％、屈折率：１．５２）を用意した。
また、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）１００質量部に対して、波長変換材料（１）０．０５質量部、可塑剤４０質量部、酸化防止剤０．２質量部を混合して、混合物を二軸異方押出機により押出成形して、厚さ０．８ｍｍのシート状部材を得た。シート状部材は、温度８０℃でエージングした後、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍに切断した。【００７６】
その後、一方のクリアガラス、シート状部材、及び他方のクリアガラスをこの順に重ね、オーブン温度２４０℃条件下９０秒予備加熱した後、加熱ロールを用いて、これら仮圧着させた。仮圧着されたものを、オートクレーブを用いて１５０℃、圧力１．２ＭＰａの条件で３０分間圧着し、図１に示す第１の基板／シート状部材（発光層）／第２の基板の層構成からなるシート状構造体を得た。シート状構造体の最大励起波長及び最大発光波長は表１に示すとおりである。なお、発光層の屈折率は１．４７であった。
次に、シート状構造体の側面の一部に、スパッタリングにより厚さ１００ｎｍのＭｇＦ2からなる反射防止膜（屈折率１．３８）を形成して、発光構造体を得た。【００７７】
［実施例２］
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）１００質量部に対して、波長変換材料（１）０．０５質量部、酸化防止剤０．２質量部を混合して、混合物を二軸異方押出機により押出成形して、厚さ０．８ｍｍのシート状部材（発光層）を得た点を除いて、実施例１と同様に実施した。発光層の屈折率は１．４９であった。【００７８】
［実施例３］
熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、波長変換材料（１）０．０５質量部、酸化防止剤０．２質量部を混合して、混合物を二軸異方押出機により押出成形して、厚さ０．８ｍｍのシート状部材（発光層）を得た点を除いて、実施例１と同様に実施した。発光層の屈折率は１．４９であった。【００７９】
［実施例４］
波長変換材料（１）０．０５質量部に代えて、波長変換材料（２）０．２質量部を使用した点、光反射防止材としてデクセリアルズ社ＡＲ１．５−Ｍ１２１０（クリアタイプ）を使用した点を除いて実施例１と同様に実施した。発光層の屈折率は１．４７であった。【００８０】
［実施例５］
第１及び第２の基板として厚さ２．５ｍｍ、屈折率１．５９、可視光線透過率９０％のポリカーボネートからなる透明樹脂板（ガラス転移温度１５０℃）を用意した。また、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して、波長変換材料（１）０．０５質量部、酸化防止剤０．２質量部を混合して、混合物を二軸異方押出機により押出成形して、厚さ０．８ｍｍのシート状部材を得た。発光層の屈折率は１．４７であった。その後、実施例１と同様にして、発光構造体を得た。【００８１】
［実施例６］
表２に示すように、第１及び第２の基板として、２枚のクリアガラス（厚さ２．５ｍｍ、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、可視光線透過率：８６％）を用意し、第２の基板（クリアガラス）の一方の表面にスパッタリングにより、ユーロピウム錯体からなる皮膜（厚さ１０ｎｍ、シート状部材）を形成した。第２の基板の皮膜が形成された面が、１０ｍｍの間隔（空気層）をおいて第１の基板に対向するように、第１及び第２の基板をフレームに固定して、図２に示す第１の基板／空気層／シート状部材（ユーロピウム錯体からなる皮膜）／第２の基板の構造を有するシート状構造体を得た。【００８２】
［実施例７］
第１及び第２の基板として、２枚のクリアガラス（厚さ２．５ｍｍ、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、可視光線透過率：９０％、屈折率：１．５２）を用意した。
また、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）１００質量部に対して、波長変換材料（１）０．０５質量部、可塑剤４０質量部、酸化防止剤０．２質量部を混合して、混合物を二軸異方押出機により押出成形し、その後ＭＤ方向に１．１倍に延伸して厚さ０．７２ｍｍのシート状部材を得た。シート状部材は、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍに切断した。【００８３】
その後、一方のクリアガラス、シート状部材（発光層）及び他方のクリアガラスをこの順に重ね、オーブン温度２４０℃条件下９０秒予備加熱した後、加熱ロールを用いて、これら仮圧着させた。仮圧着されたものを、オートクレーブを用いて１５０℃、圧力１．２ＭＰａの条件で３０分間圧着して、第１の基板／シート状部材（発光層）／第２の基板の層構成からなるシート状構造体を得た。シート状構造体の最大励起波長及び最大発光波長は表１に示すとおりである。なお、発光層の屈折率は１．４７であった。
発光層は、ＴＤ方向における両端面が、シート状構造体の側面において膨らんでおり、凸部（高さ２００００ｎｍ）が形成されていた。その凸部が形成された側面に、スパッタリングにより厚さ１００ｎｍのＭｇＦ2からなる反射防止膜（屈折率１．３８）を形成し、図４に示す発光層と光反射防止材の構造を有する発光構造体を得た。【００８４】
［実施例８］
シート状構造体の側面の一部に、ＭｇＦ2からなる反射防止膜を設ける代わりに、モスアイ構造を有するフィルム（商品名「モスマイト」、三菱ケミカル社製）を圧着することで光反射防止材を形成した点を除いて実施例１と同様に実施した。【００８５】
［実施例９］
波長変換材料（１）０．０５質量部に代えて、波長変換材料（２）０．２質量部を使用し、かつ、ピッチが異なるモスアイ構造を有するフィルムを使用した点を除いて実施例８と同様に実施した。発光層の屈折率は１．４７であった。【００８６】
［実施例１０］
シート状構造体の側面の一部に、ＭｇＦ2からなる反射防止膜を設ける代わりに、スパッタリングにより厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2からなる反射防止膜（屈折率１．４６）を形成した点を除いて実施例１と同様に実施した。【００８７】
［比較例１］
シート状構造体に、反射防止膜を形成しなかった点を除いて実施例１と同様に実施した。【００８８】
表１、２は、各実施例、比較例の層構成の概要、及び評価結果を示す。
【表１】
2019065921.tif 000003
【００８９】
【表２】
2019065921.tif 000004
【００９０】
表１、２に示すように、各実施例では、シート状構造体の側面に光反射防止材が設けられたことで、側面外側に配置した発電用セルにおける発電量を増加させることができた。
【符号の説明】
【００９１】
１０Ａ  発光層（シート状部材）
１０Ｂ  皮膜（シート状部材）
１０Ｃ  凹部
１０Ｄ  凸部
１１、１２  基板（第１及び第２の基板）
１１Ａ  一方の面
１１Ｂ  他方の面
１３  空気層
１４  光反射防止材
１４Ｃ  凸部
１４Ｄ  凹部
１４Ｂ  外側面
１５  発光構造体
１７  光電用セル
２０  シート状構造体
２０Ａ  側面
【図１】
2019065921.tif 000005
【図２】
2019065921.tif 000006
【図３】
2019065921.tif 000007
【図４】
2019065921.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月8日(2019.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が７００ｎｍ以上であるシート状構造体と、
前記シート状構造体の側面に設けられる光反射防止材と
を備える発光構造体。
【請求項２】
前記シート状構造体が、１以上の層を有するとともに、少なくとも１層が無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかから選択される基板であり、前記基板が発光し、又は基板以外の層が発光する、請求項１に記載の発光構造体。
【請求項３】
前記シート状構造体が、
無機ガラス及び樹脂板のいずれかである基板と、
前記基板の少なくとも一方の面側に設けられ、励起光を吸収して波長変換させて発光するとともに、その最大発光波長が７００ｎｍ以上であるシート状部材と、
を備える請求項１に記載の発光構造体。
【請求項４】
前記シート状部材が、樹脂を含有し、前記樹脂中に前記波長変換材料が分散された発光層である請求項３に記載の発光構造体。
【請求項５】
前記シート状部材が、前記基板の表面に形成された皮膜からなり、又は基材フィルムの少なくとも一方の表面に皮膜が形成されてなるものであり、前記皮膜が波長変換材料を有する請求項３に記載の発光構造体。
【請求項６】
前記シート状構造体が、２枚の基板を備え、前記シート状部材が２枚の基板の間に配置される請求項３〜５のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項７】
前記光反射防止材の可視光線透過率が７０％以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項８】
前記シート状構造体の最大発光波長が７８０〜１３００ｎｍである請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項９】
前記シート状構造体の最大励起波長が４００ｎｍ以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１０】
前記光反射防止材が、モスアイ構造を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１１】
前記シート状構造体が、無機ガラス板、及び樹脂板のいずれかから選択される基板を備え、
前記光反射防止材が、屈折率が前記基板の屈折率よりも低い反射防止膜である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光構造体と、
前記発光構造体の前記側面において前記光反射防止材の外側に設けられた発電用セルと、
を備える太陽電池システム。
【請求項１３】
前記シート状構造体が、その最大発光波長が７８０ｎｍ以上であり、室外窓用に使用される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光構造体。
【請求項１４】
前記シート状部材が、樹脂を含有し、前記樹脂中に前記波長変換材料が分散された発光層であり、前記シート状構造体の側面において前記発光層が内側に窪んだ凹部または外側に膨らんだ凸部が形成されている請求項６に記載の発光構造体。
【請求項１５】
前記光反射防止材が、多層構造の反射防止膜である請求項１〜１１、１３及び１４のいずれか１項に記載の発光構造体。
【国際調査報告】
2019065921.tif 000009
2019065921.tif 000010