(57)【要約】      （修正有）【課題】設置時に太陽電池部の色調によって意匠性が損なわれることのない太陽電池付き棒状体を提供する。【解決手段】太陽電池部１の形成に色調の自由度の大きい色素増感型太陽電池を用いることで、太陽電池部１の色調を容易に意匠性を損なわないものとでき、また太陽電池部１を手摺等太陽電池付き棒状体１０の用いられる用途に応じた色調に設定することで、容易に太陽電池によって外面の大きな割合の面積を占めさせて大きな発電量を得ることが可能となり得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面の少なくとも一部を受光面とする太陽電池部が設けられた棒状体であって、該太陽電池部は色素増感型太陽電池を用いて形成されていることを特徴とする太陽電池付き棒状体。
【請求項２】
断面外周の略全体が前記太陽電池部となされ、該太陽電池部が駆体となされていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池付き棒状体。
【請求項３】
更に蓄電手段と発光体とを備え、前記太陽電池部によって生起された電力が前記蓄電手段に蓄電されるようになされ、該蓄電手段から供給される電力により前記発光体が発光するようになされると共に、前記発光体から発せられた光が前記太陽電池部を透過して外部に放出されるようになされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池付き棒状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手摺、防護柵の支柱やビーム、外構柵の支柱や縦横の梁等に好適に用いられる太陽電池付き棒状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を備え、手摺の機能に加えて太陽光を受光して発電する機能を付加した太陽電池付き棒状体としては、例えばバルコニーやベランダなどの手摺に、太陽電池を受け得る方向に太陽電池パネルを取り付け、前記太陽電池パネルの傾斜角度が６０゜±１０゜となるように取り付けた太陽電池付き手摺が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２１８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような従来の太陽電池付き棒状体は、太陽電池部が黒色に近い青色となるために、太陽電池部の色調によって棒状体の意匠性が損なわれることが多かった。とりわけ手摺は目に付く場所に設置されるものであり、色調に関しては細心の注意が払われるべきものであり、太陽電池部が設けられることでその設置における自由度が制約されてきていた。
【０００５】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、設置時に太陽電池部の色調によって意匠性が損なわれることのない太陽電池付き棒状体を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる太陽電池付き棒状体は、外面の少なくとも一部を受光面とする太陽電池部が設けられた棒状体であって、該太陽電池部は色素増感型太陽電池を用いて形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係わる太陽電池付き棒状体によれば、太陽電池部の形成に色調の自由度の大きい色素増感型太陽電池を用いることで、太陽電池部の色調を容易に意匠性を損なわないものとでき、また太陽電池部を手摺等の用いられる用途に応じた色調に設定することで、容易に太陽電池によって外面の大きな割合の面積を占めさせて大きな発電量を得ることが可能となり得る。
【０００８】
また請求項１に記載の太陽電池付き棒状体において、断面外周の略全体が前記太陽電池部となされ、該太陽電池部が駆体となされていれば、別途駆体を設ける必要がなく太陽電池部と棒状体の駆体とを同時に形成することができ、形成に係わる作業が容易になると共に構造が簡便なものとなり好ましい。
【０００９】
また請求項１又は２に記載の太陽電池付き棒状体において、更に蓄電手段と発光体とを備え、前記太陽電池部によって生起された電力が前記蓄電手段に蓄電されるようになされ、該蓄電手段から供給される電力により前記発光体が発光するようになされると共に、前記発光体から発せられた光が前記太陽電池部を透過して外部に放出されるようになされていれば、太陽電池部により発光体から発せられた光が妨げられることがなく、発光体の取付位置の自由度を高めることができ好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる太陽電池付き棒状体によれば、太陽電池部の形成に色調の自由度の大きい色素増感型太陽電池を用いることで、太陽電池部の色調を容易に意匠性を損なわないものとでき、また太陽電池部を手摺等の用いられる用途に応じた色調に設定することで、容易に太陽電池によって外面の大きな割合の面積を占めさせて大きな発電量を得ることが可能となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係わる太陽電池付き棒状体の、第一の実施形態を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態は、太陽電池付き棒状体１０を手摺に適用したもので、まず（ａ）において、アルミニウム押出形材からなる芯材Ｓの周囲に、駆体２の外面に一体に形成された太陽電池部１を備えた太陽電池付き棒状体１０が嵌着されて取り付けられている。次に（ｂ）は太陽電池部１の詳細を示す断面図であるが、太陽電池部１は色素増感型太陽電池であり、電極基材１１に設けられた導電性被膜１２上に光電極層１３が形成され、対向基材１６上に設けられた導電性被膜１５が電解質層１４を介して光電極層１３と相対向することで形成されている。電極基材１１及び導電性被膜１２は光の透過を妨げない程度に透明なものとなされており、光電極層１３に担持される増感色素の色調によって太陽電池部１の色調が設定される。
【００１３】
ここで、駆体２はポリオレフィン系エラストマーや軟質塩化ビニル樹脂等の可とう性に富む材料から形成されると共に、電極基材１１及び対向基材１６が、ポリカーボネート樹脂や塩化ビニル樹脂等の耐屈曲性に優れる材料から形成されることで、太陽電池部１が駆体２の湾曲に追随するようになされている。
【００１４】
太陽電池部１を構成する光電極層１３、電解質層１４、導電性被膜１２と１５、及び対向電極１６を透明なものとして太陽電池部１を透明とすることで、駆体２表面の色調や木目等の模様を視認できるようにしてもよく、また太陽電池部１を着色透明なものとして、太陽電池部１と駆体２表面との色調が相俟って太陽電池付き棒状体１０の色調が設定されるようにしてもよい。
【００１５】
図２は、本発明に係わる太陽電池付き棒状体の、第二の実施形態を示すもので、（ａ）は全体を示す斜視図。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。まず（ａ）において、断面外周の略全体が筒状の太陽電池部１となされ、太陽電池部１は電極基材１１及び／又は対向基材１６の材質及び厚みによって必要な強度が備えられて駆体２を兼ねるものとなされている。
【００１６】
次に（ｂ）において、円筒状の太陽電池部１の内部には更に鉛蓄電池である蓄電手段３と、チップ型発光ダイオードである発光体４とが備えられ、発光体４は電力の供給を行う配線が設けられた固定部材４１に取り付けられると共に、固定部材４１が制御基板５に取り付けられていることで、太陽電池部１によって生起された電力が蓄電手段３に蓄電され、蓄電手段３から制御基板５に供給された電力が固定部材４１を介して発光体４に供給されることで、発光体４が発光するようになされている。制御基板５には明るさセンサーを付加して、
【００１７】
ここで、太陽電池部１は光を透過するようになされており、発光体４から発せられた光Ｌは太陽電池部１を透過して外部に放出される。かかる構成により、発光体４から発せられた光Ｌが太陽電池部１によって妨げられることがなく、発光体４の取付位置の自由度を高めることができる。また円筒状の太陽電池部１が駆体２を兼ねることで、別途駆体を設ける必要がなく簡便に形成が可能となり、更には断面全周が太陽電池部１となされることで、受光面積を大きくして発電量を高めることができると共に、蓄電手段３、発光体４、固定部材４１及び制御基板５等、太陽電池部１内に収納された機器類を水分や塵埃等から保護することができる。
【００１８】
第一及び第二の実施形態については、断面形状は円形状のものに限定されず、三角形、四角形やそれ以上の多角形、楕円形、半円形、板状形等適宜の形状としてよく、またかかる形状に形成するにおいてもフレキシブルな形状の形成が比較的容易である色素増感型太陽電池を用いる利点が大きくなり得る。
【００１９】
太陽電池部１を形成する電極基材１１については、透明性の高いガラス、強化ガラスや、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル等の透明性の高い合成樹脂等を用いることができる。第一及び第二の実施形態に用いられる電極基材１１としては、その内でも耐屈曲性に優れるポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル等を好適に用いて形成することができる。対向基材１６については透明性が必要とされない場合には適宜の材料を用いて形成することができるが、透明性や耐屈曲性が必要とされる場合には電極基材１１で挙げた材料を好適に用いることができる。また電解質層１４に対する耐久性の高いポリエチレンテレフタレート樹脂に加え、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂といったポリエステル合成樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン樹脂といったポリオレフィン系合成樹脂等も好適に用いることができる。
【００２０】
また光電極層１３は、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｆｅ２ＴｉＯ３、ＰｂＯ、Ｖ２Ｏ５、ＦｅＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＫＴａＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２などの半導体材料を用いて形成された薄膜に上述の増感色素を担持させることで形成でき、半導体材料としてはこれらの内、コストや作業性等から酸化チタン（ＴｉＯ２）、又は透明性の薄層の形成性に優れる酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好適であるが、それに限定されるものではなく適宜のものを用いることができる。
【００２１】
また光電極層１３に担持される増感色素としては、クチナシ色素、スイカズラ色素等のカロテノイド系のものやクマリン３４３等のクマリン系色素等のものを用いることで黄色を発現させることができる。その他の色調を発現させるにおいては、赤色であればエオシン系等、青色であればスクレアリリウム系等の色素を用いて発現させることができ、またこれら三原色を適宜の割合で配合することで様々な色調を設定することが可能となり得る。また完全な白色の形成は色素を用いる以上困難であるが、上述の黄色に用いる明度の高い色素を用いて担持量を減ずることで白色に近似する色調とすることができる。
【００２２】
また用いられる用途によっては、増感色素として一般に知られるルテニウム金属錯体色素として、Ｎ３、ブラックダイ、ビピリジン−カルボン酸基、ビピリジン系、フェナントロリン、キノリン、β−ジケトナート錯体等、他にＯｓ金属錯体、Ｆｅ金属錯体、Ｃｕ金属錯体、Ｐｔ金属錯体、Ｒｅ金属錯体等の金属錯体色素や、シアニン色素やメロシアニン色素等のメチン色素、マーキュロクロム色素、キサンテン系色素、ポルフィリン色素、フタロシアニン色素、アゾ系色素、クマリン系色素等の有機系色素などを用いることもできる。
【００２３】
また電解質層１４としては、アセトニトリルとエチレンカーボネートの混合溶液や、メトキシプロピオニトリル等の溶媒に、ヨウ化リチウム、金属ヨウ素等の電解質を加えたもの等の液体電解質や、高分子ゲル電解液等の擬固体化電解質といった液体電解質系、ｐ型半導体、ホール輸送剤等の固体電解質系などを用いることができる。
【００２４】
また電極基材１１側の導電性被膜１２としては、透明性に優れると共に高い導電性を備えるスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、金、白金等やそれらを複数組み合わせたものを真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、泳動電着法等の適宜の方法により形成したり、またはそれらの薄膜が形成されたフィルムを電極基材２に貼着したりする等して形成することができる。
【００２５】
また対向基材１６側の導電性被膜１５としては、白金、カーボン、導電性ポリマーや、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の金属酸化物と前記物質との複合材料等を用いて、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、泳動電着法等の適宜の方法により形成したり、またそれらの薄膜が形成されたフィルムを貼着したりする等して形成することができる。
【００２６】
図３は、本発明に係わる太陽電池付き棒状体の、適用の一例を示すもので、防護柵への適用を示す正面図である。防護柵１００Ａは車両用の防護柵で、支柱２０に取付金具Ｋを用いて横梁３０が三段に亘って取り付けられている。かかる支柱２０や横梁３０に太陽電池付き棒状体１０を用いることで、防護柵１００Ａの表面を活用して発電を行い、その電力を防護柵１００Ａ周辺の電気設備に配電することができる。また横梁３０には、第二の実施形態に示した太陽電池付き棒状体１０を用いることで、夜間における視認性を飛躍的に高めることができる。
【００２７】
図４は、本発明に係わる太陽電池付き棒状体の、適用の他の例を示すもので、外構柵への適用を示す正面図である。外構柵１００Ｂは、支柱２０に取付金具Ｋを用いてフェンスパネル４０を取り付けて形成されている。支柱２０は断面矩形のものであるが、かかる支柱２０に太陽電池付き棒状体１０を用いたり、またメッシュパネル４０を形成する横桟４０１及び縦桟４０２に太陽電池付き棒状体１０を用いたりすることで、その電力を外構柵１００Ｂ周辺の電気設備に配電することができる。また支柱２０の少なくとも頂部付近に、第二の実施形態に示した発光体を設けておくことで、夜間において外構柵１００Ｂの存在を明示できると共に、侵入者への警告等ができセキュリティーについても利点を得ることができる。
【００２８】
図５は、本発明に係わる太陽電池付き棒状体の、適用の他の例を示すもので、低層防音壁への適用を示す斜視図である。本図に示す防音パネル１００Ｃは、低層防音壁の形成に用いられるもので、吸音性を備えたパネル本体５０上端に、断面半円形の手摺６０が取り付けられているが、かかる手摺６０に太陽電池付き棒状体１０を用いることで、手摺６０の表面を活用して発電を行い、その電力を低層防音壁周辺の電気設備に配電することができる。また横梁３０には、第二の実施形態に示した太陽電池付き棒状体１０を用いることで、夜間における低層防音壁の視認性を高めたり、歩道や車道を照明したりすることができる。
【００２９】
図６は、本発明に係わる太陽電池付き棒状体の、適用の他の例を示すもので、屋内の手摺への適用を示す斜視図である。公共施設や病院等の屋内において、廊下Ｒや階段Ｔに沿った壁面Ｗに手摺６０が設けられているが、かかる手摺６０に太陽電池付き棒状体１０を用いることで、屋内の照明灯等の光によって発電を行い、その電力を手摺６０周辺の電気設備に配電することができる。また手摺６０に第二の実施形態に示した太陽電池付き棒状体１０を用いることで、夜間における停電時等、暗闇になった場合でも手摺６０が外部電源に頼ることなく発光して廊下Ｒや階段Ｔを認識することができ、円滑な避難誘導等に繋げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係わる太陽電池付き手摺の、第一の実施形態を示す説明図である。
【図２】第一の実施形態における太陽電池部の詳細を示す断面図である。
【図３】本発明に係わる太陽電池付き手摺の、第二の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明に係わる太陽電池付き手摺の、適用の一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係わる太陽電池付き手摺の、適用の他の例を示す説明図である。
【図６】本発明に係わる太陽電池付き手摺の、適用の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    太陽電池部
２    駆体
３    蓄電手段
４    発光体
１０  太陽電池付き棒状体
【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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