(57)【要約】【課題】近年、地球温暖化防止の有効な対策として太陽光発電が注目されている。しかし太陽エネルギーを電気に変換する変換効率が１５％程度と低く、太陽光発電パネルが高価であることが広く普及するための問題点となっている。本発明では安価で施工の容易な太陽光発電パネルの光起電力の増加方法と装置を提供することを目的としている。【解決手段】規定の圧力と温度の加熱圧縮空気や複数のカルボキシル基を配位子とするナトリューム錯体や規定の温度で加熱処理された金属やセラミックから発振される遠赤外線領域の電磁波を、アルミ蒸着シート等のシートまたは板状物体に照射し、当該物体から放射される電磁波を、一定温度条件下で太陽光発電パネルに照射することにより、太陽光発電パネルの光起電力を低コストで容易に増加できる方法と装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の物体から発振される規定の周波数の遠赤外線領域の電磁波を、一定時間、一定温度条件下で太陽光発電パネルまたはその光起電材料に照射することにより、当該太陽光発電パネルやその光起電材料の分子の軌道を回る電子を励起し、当該太陽光発電パネルや光起電材料の起電力を高めることを特徴とする光起電力増加方法と装置。
【請求項２】
請求項１に記載の特定の物体を、３０℃〜２５０℃で１〜１０気圧の加熱圧縮空気や複数のカルボキシル基を配位子とするナトリューム錯体や３０℃〜２５０℃で処理された高伝導金属や天然石から放射される電磁波を照射された高電導材料やガラスのように非晶質または結晶構造の不安定な材料や水素結合を含む分子構造を有する物質や炭素原子を基本骨格に持つ化合物質とすることを特徴とする光起電力増加方法と装置。
【請求項３】
請求項１に記載の遠赤外線領域の共鳴電磁波の規定の周波数を５〜５０テラヘルツとすることを特徴とする光起電力増加方法と装置。
【請求項４】
請求項１に記載の一定時間を２時間以上とすることを特徴とする光起電力増加方法と装置。
【請求項５】
請求項１に記載の一定温度を３０℃〜２５０℃とすることを特徴とする光起電力増加方法と装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の共鳴電磁波を発振する天然石、金属、セラミック、加熱圧縮空気、金属錯体等から発振される電磁波を、太陽光発電パネルやその光起電材料であるシリコンインゴットやウエハーやセルや膜材に照射することにより、光起電半導体の電子を励起し開放電圧と短絡電流を高め、結果として起電力を大幅に高める方法と装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】  近年、遠赤外線領域の電磁波を利用した商品や応用技術が数多く開発されているが、効果の安定性や均一性に問題があるものがほとんどである。その主な理由として遠赤外線領域電磁波の発生源や周波数が特定されておらず、また現在の技術レベルでその周波数や効果を定量的に解析することが難しいためと考えられる。【０００３】  また一方で、生命体やＤＮＡ二重螺旋構造、超伝導エネルギーギャップ、固体中の電子の散乱等の重要な現象に遠赤外線領域の電磁波が深い関係を持っているとされているが、電子デバイスとしての利用可能な上限周波数以上であり、水に対しての吸収性が大きい事から利用困難な未開拓領域とされてきた。近年になり、１００ギガヘルツから１００テラヘルツの遠赤外線領域の共鳴電磁波を利用した各種製品や装置が提案され始めている。（例えば特願２００６−２９８３１５号参照）
【特許文献１】特開２００６−２９８３１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  近年、地球温暖化防止の有効な対策として太陽光発電が注目されている。しかし太陽エネルギーを電気に変換する変換効率が、現在の技術レベルでは、１５％程度と低く、太陽光発電パネルが高価であることが、広く普及するための問題点となっている。【０００５】  また、太陽光発電パネルの光起電用半導体の電子を励起する可能性のある遠赤外線領域の電磁波を放射する方法として、３０℃から２５０℃の範囲内の適当な温度及び１気圧から１０気圧の範囲内の適当な圧力の加熱圧縮空気により、遠赤外線領域の電磁波を放射する装置も開発されているが、装置が大型で高価なためと遠赤外線領域の電磁波の発振源が高温空気であるため遠赤外線領域の電磁波を照射する装置としての汎用性に問題があった。【０００６】  また、金属イオンに配位子と呼ばれる分子やイオンを結合している金属錯体の中には、機能錯体と呼ばれて、遠赤外線領域の電磁波を吸収または発振するものもあるが、対象物体に含浸または塗布する必要があり、物体種類が限定されたり、処理工程が複雑化したり、安定して持続的に遠赤外線領域の電磁波を放射することに問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  このような課題を解決するために本発明者は、地球の表面積の７０％が水に覆われ、人体の６０％以上が水で構成されていることに着目し、水に共鳴共振する遠赤外線領域の電磁波を発振する物体を研究した。一つの方法として、３０℃〜２５０℃で１気圧〜１０気圧の加熱圧縮空気を２時間以上放射したアルミ蒸着シートを、通常の水道水の入った容器に密着させ２時間以上放置したところ、当該シートから発振される遠赤外線領域の電磁波で、通常の水道水が活性化され、ＰＨが２ポイント程度上昇し、酸化還元電位が還元側になり、溶存酸素が増えることを見出し、本発明をなすに至った。また、複数のカルボキシル基を配位子とするナトリューム錯体水溶液を塗布しアルミ蒸着シートを、通常の水道水の入った容器に密着させ、２時間以上放置することにより、前述の効果と同様の効果が得られることも発見した。【０００８】  すなわち、本発明では、５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波を発振する加熱圧縮空気やナトリューム錯体水溶液や天然石の周辺に、アルミニュームや銅のような自由電子の多い高伝導素材やガラスのように非晶質または結晶構造の不安定な物質や水素結合を含む分子構造を有する物質や炭素原子を構造の基本骨格に持つ化合物質を配し、３０℃〜２５０℃の範囲で周辺温度を制御することにより、当該物質が５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波と共鳴共振し、当該物質自身から５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波を発振する遠赤外線領域の電磁波の発振体が得られる。【０００９】  上記のように５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波を一定時間、規定の温度条件下で照射された上記物質から放射される電磁波を放射された物質を、通常の水道水の入った容器に２〜４時間密着放置すると、当該物質から放射された共鳴電磁波で水の水素結合の電子が励起され水中に放出され水の酸化還元電位を還元側になることが確認された。また水中に放出された電子は、空気中にも放出され、空気中の窒素の外郭に取り込まれ、その結果、窒素がマイナスイオン化して活性化される。【００１０】  また、５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波で水素結合を切り離された単分子化した水は、水分子間の空隙が微細化され、水分子間に安定して、大量に酸素が溶存されることが確認されている。【００１１】  さらに、５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波で励起された電子を受け取ることによりマイナスイオン化した窒素は水素結合が分離して空気中に存在する水素イオンと結合しアミノ基（ＮＨ基）となり、水に溶解して水のＰＨを上昇させることが確認されている。【００１２】  また以上のように、本発明によれば、太陽光発電パネルの光起電半導体材料の電子を励起し起電力を増加するための遠赤外線領域の電磁波を放射するアルミ蒸着シート等の自由電子の多いシートや板状材料を、水を媒体としてＰＨや溶存酸素量や酸化還元電位を測定することにより一定品質で製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、効果が明確で持続性の高い５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波を放射する太陽光発電パネルの起電力増加方法と装置を低コストで、大量に提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、遠赤外線領域の電磁波を他の物体に転写する方式の概念を示す。
図２は、遠赤外線領域の電磁波をソーラーパネルに照射する装置の概念の縦断面を示す。
図３は、図２のＡ矢視を示す。
【００１５】  図１に示すように、遠赤外線領域の電磁波を発振源から他の物体に転写する方式において、３０℃〜２５０℃で１〜１０気圧の加熱圧縮空気や複数のカルボキシル基を配位子とするナトリューム錯体や３０℃〜２５０℃で処理された高伝導金属や天然石のように５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波２を発振する発振源を第１次発振源１とし、当該第１次発振源１から発振される５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の第１次遠赤外線電磁波２を、第１次受振及び第２次共鳴電磁波発振体３に２〜４時間程度照射する。
【００１６】  当該電磁波２を照射された当該第１次受振及び第２共鳴電磁波次発振体３から５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の第２次共鳴電磁波４が放射される。
【００１７】  当該第２次共鳴電磁波４を第２次受振及び第３次共鳴電磁波発振体５に、２〜４時間照射することにより、５〜５０テラヘルツの固有振動数を有するアルミニュームや銅のような自由電子の多い高伝導素材やガラスのように非晶質または結晶構造の不安定な物質や水素結合を含む分子構造を有する物質や炭素原子を構造の基本骨格に持つ化合物質のような共鳴電磁波発振材５の分子の軌道を回る電子や格子の振動が共振励起され、様々な遠赤外線効果を発揮するようになる。
【００１８】  具体的には、図２及び図３に示すように、第１次受振及び第２次共鳴電磁波発振体３として、アルミ蒸着シートのように自由電子を多く有するシートまたは板状の共鳴電磁波照射シート３１を太陽光発電パネル５１に密着するようにして配置し、当該シート３１から放射される５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波を当該パネル５１に２〜２４時間照射する。
【００１９】  当該シート３１の上には３０℃〜２５０℃の温度調節が可能な面ヒーター１２が設けられていて、５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の共鳴電磁波を当該パネル５１に効率良く放射できる。
【００２０】  当該シート３１の基材として５〜５０テラヘルツの固有振動数を有するアルミニュームや銅のような自由電子の多い高伝導素材やガラスのように非晶質または結晶構造の不安定な物質や水素結合を含む分子構造を有する物質や炭素原子を構造の基本骨格に持つ化合物質が考えられるが、本発明では、コストや使いやすさを配慮して主にアルミ蒸着シートを使用している。
【００２１】  当該シート３１に密着して、太陽光発電パネル５１やその光起電半導体材料を配置し、面ヒーター２１の温度を材質や大きさに合わせて調節して、当該シート３１から発振される５〜５０テラヘルツの遠赤外線領域の電磁波を２〜４時間照射する。
【００２２】  当該電磁波を規定時間照射された当該パネル５１は、シリコン等の光起電材料の分子の軌道を回る電子が励起され、軌道から飛び出る。当該軌道から飛び出た電子は高速で光起電半導体材料中を移動し、光起電の電圧を高める。
【００２３】  また遠赤外線領域の電磁波で共鳴励起され光起電材料の分子の軌道から飛び出た電子は、光起電半導体材料中の他の分子や原子と衝突する回数が増え、その衝突エネルギーにより当該分子や原子の軌道を飛び出す電子量が相乗的に増加し、禁制帯を飛び越えて自由電子となり、光起電の電流を増加させる。
【００２４】  尚、すでに屋外に設置されている太陽光発電パネルを、設置されたままの状態で、本発明による起電力増加方法を処置する場合には、防水処理された養生シート１１により面ヒーター２１を覆い、太陽光発電パネルに遠赤外線領域の電磁波を照射すると良い。
【実施例】
【００２５】  ２００９年の１２月から２０１０年の２月にかけて、冬の快晴時を選び下表の単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンの３種類の太陽光発電モジュール５枚に、本発明による遠赤外線領域電磁波の照射方法により２４時間、５〜５０テラヘルツの電磁波を規定温度条件下で照射した後、当該パネルを太陽光に正対させて実際の光起電力を計測した。
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【００２６】  上記の計測結果を下表に示す。下表に述記するＦＩＲは、本発明の方法にて照射される遠赤外線領域の電磁波を示し、単結晶、多結晶、アモルファスシリコンの太陽光発電パネルすべてで、当該電磁波の照射により、１７％から２８％の起電力の増加がみられている。
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【産業上の利用可能な分野】
【００２７】  本発明は、太陽光発電パネルの生産工程で原材料、半加工品、完成品のいかなる段階でも対応出来るばかりでなく、すでに据え付けられ稼動中の太陽光発電パネルの起電力増加にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】は、遠赤外線領域の電磁波を他の物体に照射する方式の概念を示す。
【図２】は、遠赤外線領域の電磁波をソーラーパネルに照射する装置の概念の縦断面を示す。
【図３】は、図２のＡ矢視を示す。
【符号の説明】
【００２９】１    第１次発振源
２    第１次遠赤外線電磁波
３    第１次受振及び第２次共鳴電磁波発振体
４    第２次共鳴電磁波
５    第２次受振及び第３次共鳴電磁波発振体
６    第３次共鳴電磁波
１１  養生カバー
２１  面ヒーター
３１  共鳴電磁波照射シート
５１  太陽光発電パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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