(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器の駆動部上に形成された基板と、
前記基板上に形成された第１の電磁シールド層と、
前記第１の電磁シールド層上に形成された第２の電磁シールド層と、
前記第２の電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有する太陽電池であって、
前記第１電極及び前記第２電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記第１及び第２の電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆っており、
前記第１の電磁シールド層は軟磁性の材料を有し、
前記第１及び第２の電磁シールド層は膜状であり、
前記第２の電磁シールド層は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１において、前記軟磁性の材料は鉄、ニッケル、鉄とニッケルとの合金、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金または鉄とニッケルとクロムとの合金であることを特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記軟磁性の材料は７．２×１０−８〜９．８×１０−８Ω・ｍであることを特徴とする太陽電池。
【請求項４】
駆動部と、太陽電池とを有する電子機器であって、
前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された基板と、
前記基板上に形成された第１の電磁シールド層と、
前記第１の電磁シールド層上に形成された第２の電磁シールド層と、
前記第２の電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有し、
前記第１電極及び前記第２電極は前記駆動部と電気的に接続されており、
前記第１及び第２の電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、
前記第１の電磁シールド層は軟磁性の材料を有し、
前記第１及び第２の電磁シールド層は膜状であり、
前記第２の電磁シールド層は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４において、前記軟磁性の材料は鉄、ニッケル、鉄とニッケルとの合金、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金または鉄とニッケルとクロムとの合金であることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、前記軟磁性の材料は７．２×１０−８〜９．８×１０−８Ω・ｍであることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項において、前記電子機器は時計であることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本明細書で開示する発明は、単結晶珪素薄膜または非単結晶珪素薄膜で構成された光電変換層を有する太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池は太陽の光（太陽光）または人工の光から電気エネルギーを生成するので、省エネルギー化を促進する電力資源として盛んに開発されている。
【０００３】
このため太陽電池は、時計、ラジオ、電卓、充電器他、様々な電子機器の電源として使用されている。本明細書に記載の電子機器とは、トランジスタを用いた電子回路を有する機械を意味する。
【０００４】
太陽電池は太陽の光（太陽光）または人工の光をもとに電気エネルギーを生成し、その生成した電気エネルギーを様々な電子機器に供給している。本明細書において人工の光とは、太陽光以外の人工的に作られた光を指し、その光源としては一般に白熱灯、ハロゲンランプ、蛍光灯、水銀灯、ナトリウムランプ、キセノンランプ等が挙げられる。
【０００５】
太陽電池を駆動電源とする電子機器は、太陽電池に太陽光または人工の光（総称して光）を照射することで、様々な場所での利用が可能である。
【０００６】
しかし太陽電池はその用途から太陽光の下で利用される機会が多く、太陽電池を駆動電源とする電子機器は、太陽からの電磁ノイズによって誤作動しやすい。太陽電池を駆動電源とする電子機器に光が照射されると、光と共に電磁ノイズが電子機器の駆動部に入射し、電子機器が誤作動する。
【０００７】
本明細書において電磁ノイズとは、目的とする電子機器の駆動部の外部で発生する電磁波であって、なおかつその目的とする電子機器の正常な駆動や動作の妨げとなる電磁波を指す。そして電磁ノイズを生成しているものは電磁ノイズの発生源（電磁ノイズ源）と定義する。
【０００８】
また本明細書において電子機器の駆動部とは、電子機器の駆動に用いられるトランジスタを有する電子回路を指している。
【０００９】
電磁ノイズが電子機器の駆動部に入射すると、駆動部の電子回路を形成しているプリント基板上の配線がアンテナとして電磁ノイズを拾ってしまう。その電磁ノイズが電子回路の配線を流れる正規の電送信号を変化させ、電子回路を誤作動させ、電子機器の通常の動作に支障をもたらす。具体的にはスピーカーからの音をひずませたり、ディスプレイの絵を歪めたり、動画を遅らせたり、人間の目や耳でもわかる障害を発生させたりする。
【００１０】
電磁ノイズ源の１つとして挙げられるのは太陽であり、太陽の黒点活動に伴って発生する電磁ノイズによってトランジスタが誤作動しやすい。その他にも太陽電池を駆動電源とする電子機器を取り巻く環境には、様々な電磁ノイズが存在している。電磁ノイズの発生源としては、マイクロコンピューター、ＯＡ機器、テレビゲーム、携帯電話または電子レンジ、ラジオまたはテレビなどの放送波やレーダーの波、落雷、自動車のエンジンの点火系等が挙げられる。これら電磁ノイズの発生源が太陽電池を駆動電源とする電子機器の正常な駆動や動作の妨げとなっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したことに鑑み、太陽電池を駆動電源とする電子機器の電磁ノイズに対する耐ノイズ性を高くし、電磁ノイズにより太陽電池を駆動電源とする電子機器の誤作動を防止することが切望されていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、電子機器の駆動部への電磁ノイズの進入を妨げる電磁シールド層を有する太陽電池を形成する。それによって電子機器の駆動部に電磁ノイズが進入し、電子機器が誤作動することを防止する。また、太陽電池を駆動電源とする電子機器の作製工程数を減らし、コストを低くする。
【００１３】
本願発明によって、
電子機器の駆動部上に形成された基板と、
前記基板上に形成された電磁シールド層と、
前記電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有する太陽電池であって、
前記第１電極及び前記第２電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆っており、
前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１４】
本願発明によって、
電子機器の駆動部上に形成された電磁シールド層と、
前記電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有する太陽電池であって、
前記第１電極及び前記第２電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆っており、
前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１５】
本願発明によって、
電子機器の駆動部上に形成された電磁シールド層と、
前記電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
前記第２電極上に形成された基板と、
を有する太陽電池であって、
前記第１電極及び前記第２電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記電子機器の駆動部を完全に覆っており、
前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１６】
本願発明によって、
電子機器の駆動部上に形成された基板と、
前記基板上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有する太陽電池であって、
前記第１電極及び前記第２電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記第１電極は前記電子機器の駆動部を完全に覆っており、
前記第１電極は軟磁性の材料を有していることを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１７】
本願発明によって、
電子機器の駆動部上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有する太陽電池であって、
前記第１電極及び前記第２電極は前記電子機器の駆動部と電気的に接続されており、
前記第１電極は前記電子機器の駆動部を完全に覆っており、
前記第１電極は軟磁性の材料を有することを特徴とする太陽電池が提供される。
【００１８】
本願発明によって、
駆動部と、太陽電池とを有する電子機器であって、
前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された基板と、
前記基板上に形成された電磁シールド層と、
前記電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有し、
前記第１電極及び前記第２電極は前記駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、
前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【００１９】
本願発明によって、
駆動部と、太陽電池とを有する電子機器であって、
前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された電磁シールド層と、
前記電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有し、
前記第１電極及び前記第２電極は前記駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、
前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【００２０】
本願発明によって、
駆動部と、太陽電池とを有する電子機器であって、
前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された電磁シールド層と、
前記電磁シールド層上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
前記第２電極上に形成された基板と、
を有し、
前記第１電極及び前記第２電極は前記駆動部と電気的に接続されており、
前記電磁シールド層は前記駆動部を完全に覆っており、
前記電磁シールド層は軟磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【００２１】
本願発明によって、
駆動部と、太陽電池とを有する電子機器であって、
前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された基板と、
前記基板上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有し、
前記第１電極及び前記第２電極は前記駆動部と電気的に接続されており、
前記第１電極は前記駆動部を完全に覆っており、
前記第１電極は軟磁性の材料を有していることを特徴とする電子機器が提供される。
【００２２】
本願発明によって、
駆動部と、太陽電池とを有する電子機器であって、
前記太陽電池は、前記駆動部上に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された透光性を有する第２電極と、
を有し、
前記第１電極及び前記第２電極は前記駆動部と電気的に接続されており、
前記第１電極は前記駆動部を完全に覆っており、
前記第１電極は軟磁性の材料を有することを特徴とする電子機器が提供される。
【００２３】
前記軟磁性の材料とは鉄、ニッケル、鉄とニッケルとの合金、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金または鉄とニッケルとクロムとの合金を有していても良い。
【００２４】
前記電子機器とは時計であっても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１に本願発明の太陽電池の実施の形態の一例を示す。
【００２６】
図１において、電子機器の駆動部１１０上に基板１０１が形成されている。そして基板１０１上に、電磁シールド層１０２、第１電極１０３、光電変換層１０７及び透光性を有する第２電極１０８が順に形成されている。第１電極１０３と光電変換層１０７と第２電極１０８とでセル１０９を形成している。
【００２７】
第１電極１０３と電子機器の駆動部１１０とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極１０８と電子機器の駆動部１１０とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。セル１０９に光が照射されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部１１０に供給される。
【００２８】
また電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部１１０に入射するのを防ぐために、電磁シールド層１０２は電子機器の駆動部１１０と光電変換層１０７との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層１０２が駆動部１１０全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層１０２が駆動部１１０を完全に覆っていることが重要である。なお本明細書において、電磁シールド層が駆動部を完全に覆っているとは、電磁シールド層が、電子機器の駆動に用いられる全てのトランジスタを完全に覆っていることを意味する。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部１１０に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００２９】
第１電極１０３としては、光反射電極、透明導電膜のどちらでも用いることができる。
【００３０】
光電変換層１０７は、シリコンを主成分とした非単結晶半導体による少なくとも一つのＰＩＮ接合で形成される。光電変換層１０７の構造は、ＰＩＮ接合を１つ用いたシングルセルや、ＰＩＮ接合を直列に２つ接合した２層タンデムセル、３つに接続した３層タンデムセル等があり、用途や目的に応じて適宜選択されている。図１に示す光電変換層１０７は、一例としてＮ層１０４、Ｉ層１０５、Ｐ層１０６の順に積層されている。
【００３１】
図１において、第１電極１０３と、隣接するセル（図示せず）の第２電極とを電気的に接続させることで直列接続を形成し、出力電圧を高める構成としてもよい。
【００３２】
電磁シールド層１０２は軟磁性の材料を有することが好ましい。軟磁性の材料とは、初透磁率が８０〜３０００、好ましくは５００〜２０００と高い材料である。この軟磁性の材料は、外部の磁界や電流の変化に応じて素早く磁気的に応答することから、電磁ノイズを遮蔽するのに適している。
【００３３】
本願発明で用いられる電磁シールド層を形成する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金（パーマロイ）、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金（センダスト）等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合金非晶質材料などが挙げられる。また樹脂に粉末状のフェライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものでも良い。
【００３４】
また上記材料の中でも特に抵抗値が７．２×１０-8〜９．８×１０-8Ω・ｍと小さい範囲にある、鉄、ニッケルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても有効である。
【００３５】
電気ノイズとは、目的とする電子機器の駆動部の外部で発生する電気エネルギーであって、なおかつその目的とする電子機器の正常な駆動や動作の妨げとなる電気エネルギーを指す。電気ノイズは２つの物質の摩擦または接触、開離がある場合発生し、また、スイッチの開閉による電流の急変等によって発生する。電気ノイズは直接電子機器の駆動部に放電する場合と、駆動部以外の場所で放電したものが、放電に伴う電磁ノイズとして駆動部内に混入する場合とがある。特に金属製の機器に帯電した場合の放電は、その電磁ノイズの周波数帯域も数ＧＨｚに及び、電子機器の誤作動の原因となる。
【００３６】
このように本願発明では、電子機器の駆動部の、電磁ノイズが入射する側に、電磁シールド層を有する太陽電池を設けている。これにより、電子機器の駆動部を電磁ノイズ源で発生する電磁ノイズから遮蔽し、駆動部の電子回路を形成しているプリント基板上の配線がアンテナとして電磁ノイズを拾うことを防ぐ。それにより、電磁ノイズが電子回路の配線を流れる正規の電送信号を変化させ、電子回路を誤作動させ、電子機器の通常の動作に支障をもたらすことを防ぐことができる。具体的にはスピーカーからの音をひずませたり、ディスプレイの絵を歪めたり、動画を遅らせたり、人間の目や耳でもわかる障害を発生させるのを防ぐ。また、電磁シールド層を有する太陽電池を駆動電源とする電子機器は、作製する時に別途電磁シールド層を設ける必要がないので、作製工程数が減り、コストを低くすることができる。
【００３７】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、図１を用いて本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の作製工程の一例について説明する。
【００３８】
基板には、ガラス、石英、厚さ約１００μｍ程度の可撓性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルサルファイド）等のプラスチック、ステンレスフィルムが用いられる。本実施例では石英を用いる。
【００３９】
まず基板１０１上に電磁シールド層１０２を形成する。電磁シールド層１０２には軟磁性を有する材料を用いることが好ましい。電磁シールド層に適する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金（パーマロイ）、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金（センダスト）等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合金非晶質材料などが挙げられる。また樹脂に粉末状のフェライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものでも良い。上記材料の中でも特に抵抗値が７．２×１０-8〜９．８×１０-8Ω・ｍと小さい範囲にある、鉄、ニッケルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても有効である。
本実施例では鉄を用いる。
【００４０】
成膜方法はスパッタ法や電子ビーム法による蒸着などが挙げられる。膜厚は５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲が適しており、特に１００〜５００ｎｍの範囲が好ましい。電磁シールド層の膜厚は、５０ｎｍより薄いと電磁ノイズが十分に遮蔽されない。また厚ければ厚いほど加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では膜厚を２００ｎｍに成膜した。
【００４１】
また電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部１１０に入射するのを防ぐために、電磁シールド層１０２は電子機器の駆動部１１０と光電変換層１０７との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層１０２が駆動部１１０全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層１０２が駆動部１１０を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部１１０に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００４２】
次に、スパッタ法を用いてアルミニウムからなる薄膜を形成し、必要に応じてアルミニウム薄膜をパターニングし、第１電極１０３を形成する。
【００４３】
次に、光電変換層１０７を形成する。本実施例ではプラズマＣＶＤ法を用いて非晶質珪素薄膜でなるＮ層、Ｉ層、Ｐ層を順に積層して形成する。
【００４４】
まず、Ｎ層を形成する。成膜用ガスの流量は、ＳｉＨ4が１〜１００ｓｃｃｍ（本実施例では５０ｓｃｃｍ）、Ｈ2が１００〜１０００ｓｃｃｍ（本実施例では５００ｓｃｃｍ）、ＰＨ3が１〜５０ｓｃｃｍ（本実施例では３０ｓｃｃｍ）とする。
【００４５】
次に、Ｉ層を形成する。成膜用ガスの流量は、ＳｉＨ4が１〜１００ｓｃｃｍ（本実施例では５０ｓｃｃｍ）、Ｈ2が１００〜１０００ｓｃｃｍ（本実施例では５００ｓｃｃｍ）、ＰＨ3が１〜５０ｓｃｃｍ（本実施例では３０ｓｃｃｍ）とする。
【００４６】
次に、Ｐ層を形成する。成膜用ガスの流量は、ＳｉＨ4が１〜１００ｓｃｃｍ（本実施例では５０ｓｃｃｍ）、Ｈ2が１００〜１０００ｓｃｃｍ（本実施例では５００ｓｃｃｍ）、Ｂ2Ｈ6が１〜５０ｓｃｃｍ（本実施例では３０ｓｃｃｍ）とする。
【００４７】
Ｐ層を微結晶珪素薄膜としてエネルギーバンドギャップを大きくし、より効果的に光電変換を行うために、ＳｉＨ4に加えてＳｉ2Ｈ6を用いてもよい。
【００４８】
成膜時の圧力、温度、投入電力は、本実施例においては各層同じとしている。成膜時の圧力は０．０１〜２Ｔｏｒｒ（本実施例では１Ｔｏｒｒ）、成膜温度２０℃〜４５０℃（本実施例では３００℃）、投入電力は１〜２０００Ｗ（本実施例では１０００Ｗ）とする。
【００４９】
各膜の膜厚は、本実施例においては、Ｎ層が５０ｎｍ、Ｉ層が１０００ｎｍ、Ｐ層が５０ｎｍである。
【００５０】
各膜の成膜温度を３００℃と比較的高温とすることで、膜中の水素の離脱が促進される。
【００５１】
その後、スパッタ法によりＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）膜を１００ｎｍ成膜し、第２電極１０８が形成される。なお本実施例では第２電極の厚さを１００ｎｍとしたが、本願発明はこの値に限定されない。
【００５２】
さらに補助電極を、第２電極１０８上にアルミニウムの導電性金属で形成して、導電率を高めてもよい。
【００５３】
第１電極１０３と電子機器の駆動部１１０とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極１０８と電子機器の駆動部１１０とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。セル１０９に光が照射されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部１１０に供給される。そのため電磁シールド層１０２はセル１０９と電子機器の駆動部１１０との間に設け、光が光電変換層１０７に入射することが可能になるようにすることが必要である。
【００５４】
本実施例に示した構成とすることで、電磁ノイズ源で発生する電磁ノイズから電子機器の駆動回路を遮蔽し、駆動部の電子回路を形成しているプリント基板上の配線がアンテナとして電磁ノイズを拾うことを防ぐことが可能になる。それにより、電磁ノイズが電子回路の配線を流れる正規の電送信号を変化させ、電子回路を誤作動させ、電子機器の通常の動作に支障をもたらすことを防ぐことが可能になる。具体的にはスピーカーからの音をひずませたり、ディスプレイの絵を歪めたり、動画を遅らせたり、人間の目や耳でもわかる障害を発生させるのを防ぐ。また電気ノイズにより電子機器が誤作動するのも防ぐ。また、太陽電池を駆動電源とする電子機器の作製工程数を減らし、コストを低くするという効果を得ることができる。
【００５５】
〔実施例２〕
本実施例では、電磁シールド層が基板を兼ねている太陽電池の例について説明する。
【００５６】
図２に本実施例の太陽電池の構成を示す。図２において、電子機器の駆動部２０９上に、電磁シールド層２０１、第１電極２０２、光電変換層２０６及び透光性を有する第２電極２０７が順に形成されている。第１電極２０２と光電変換層２０６と第２電極２０７とでセル２０８を形成している。光電変換層２０６はＮ層２０３、Ｉ層２０４及びＰ層２０５からなっている。
【００５７】
電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部２０９に入射するのを防ぐために、電磁シールド層２０１は電子機器の駆動部２０９と光電変換層２０６との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層２０１が駆動部２０９全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層２０１が駆動部２０９を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部２０９に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００５８】
第１電極２０２と電子機器の駆動部２０９とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極２０７と電子機器の駆動部２０９とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。セル２０８に光が照射されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部２０９に供給される。そのため電磁シールド層２０１はセル２０８と電子機器の駆動部２０９との間に設け、光が光電変換層２０６に入射することが可能になるようにすることが必要である。
【００５９】
本実施例において、基板を兼ねている電磁シールド層を形成するのに適する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金（パーマロイ）、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金（センダスト）等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合金非晶質材料、樹脂に粉末状のフェライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものなどが挙げられる。また上記材料の中でも特に抵抗値が７．２×１０-8〜９．８×１０-8Ω・ｍと小さい範囲にある、鉄、ニッケルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても有効である。本実施例では鉄を用いる。
【００６０】
電磁シールド層は、その膜厚が厚ければ厚いほど加工性及び施工性が悪くなりる。また薄すぎると電磁ノイズを十分遮蔽することが難しくなり、基板としての利用が困難になる。本実施例では電磁シールド層２０１が基板を兼ねているので、その膜厚は５０μｍ〜１５０μｍであれば良いが、特に１００μｍ〜１５０μｍの範囲の膜厚であることが好ましい。本実施例では１２０μｍの電磁シールド層を基板として用いた。
【００６１】
本実施例に示した構成によって、電子機器の駆動部を電磁ノイズ源で発生する電磁ノイズから遮蔽し、電磁ノイズによる電子機器の誤作動を防ぐ。また、電磁シールド層を有する太陽電池を駆動電源とする電子機器は、作製する時に別途電磁シールド層を設ける必要がないので、作製工程数が減り、コストを低くすることができる。本実施例で示した構成によって、電子機器の駆動回路を電磁ノイズ源から発生する電磁ノイズから遮蔽し、電子機器の誤作動を防ぐという本願発明の効果に加えてさらに、太陽電池自体の作製工程数を実施例１の場合よりも減らし、コストをさらに低くすることができる。
【００６２】
〔実施例３〕
本実施例では、実施例１の構成において、基板が入射光側に設けられている太陽電池の例について説明する。
【００６３】
図３に本実施例の太陽電池の構成を示す。図３において、電子機器の駆動部３１０上に、電磁シールド層３０８、第１電極３０７、光電変換層３０６及び透光性を有する第２電極３０２が順に形成されている。第２電極３０２上に基板が形成されている。第１電極３０７と光電変換層３０６と第２電極３０２とでセル３０９を形成している。光電変換層３０６はＮ層３０５、Ｉ層３０４及びＰ層３０３からなっている。
【００６４】
電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部３１０に入射するのを防ぐために、電磁シールド層３０８は電子機器の駆動部３１０と光電変換層３０６との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層３０８が駆動部３１０全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層３０８が駆動部３１０を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部３１０に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００６５】
第１電極３０７と電子機器の駆動部３１０とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極３０２と電子機器の駆動部３１０とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。セル３０９に光が照射されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部３１０に供給される。そのため電磁シールド層３０８はセル３０９と電子機器の駆動部３１０との間に設け、光が光電変換層３０６に入射することが可能になるようにすることが必要である。
【００６６】
本実施例で用いられる基板は透光性を有することが必要であり、使用可能な材料として、ガラス、石英、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等が挙げられる。本実施例では石英基板を用いた。
【００６７】
本実施例で用いる電磁シールド層の材質は実施例１で挙げた材料であれば良い。電磁シールド層を形成するのに適する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金（パーマロイ）、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金（センダスト）等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合金非晶質材料などが挙げられる。また上記材料の中でも特に抵抗値が７．２×１０-8〜９．８×１０-8Ω・ｍと小さい範囲にある、鉄、ニッケルなどは電気ノイズの遮蔽に対しても有効である。本実施例ではパーマロイを用いた。
【００６８】
実施例１で説明した太陽電池が、基板の光電変換層が設けられている側からの光照射に対応しているのに対し、本実施例では基板の光電変換層が設けられていない側からの光照射に対応している。この様に、基板の配置を変えることで、基板の両側からの光にそれぞれ適用可能な電磁シールド層を有する太陽電池を作製することができる。
【００６９】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例１の構成において、電磁シールド層が第１電極を兼ねている例の太陽電池について説明する。
【００７０】
図４に本実施例の太陽電池の構成を示す。図４において、電子機器の駆動部４０９上に基板４０１が形成されている。基板４０１上には第１電極を兼ねている電磁シールド層４０２、光電変換層４０６及び透光性を有する第２電極４０７が順に形成されている。第１電極を兼ねている電磁シールド層４０２と光電変換層４０６と第２電極４０７とでセル４０８を形成している。光電変換層４０６はＮ層４０３、Ｉ層４０４及びＰ層４０５からなっている。
【００７１】
電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部４０９に入射するのを防ぐために、電磁シールド層４０２は電子機器の駆動部４０９と光電変換層４０６との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層４０２が駆動部４０９全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層４０２が駆動部４０９を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部４０９に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００７２】
第１電極を兼ねている電磁シールド層４０２と電子機器の駆動部４０９とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極４０７と電子機器の駆動部４０９とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。セル４０８に光が照射されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部４０９に供給される。そのため電磁シールド層４０２は光電変換層４０６と電子機器の駆動部４０９との間に設け、光が光電変換層４０６に入射することが可能になるようにすることが必要である。
【００７３】
本実施例で用いる電磁シールド層は抵抗値が１Ω以下であることが必要である。電磁シールド層を形成するのに適する材料としては、鉄、鉄とニッケルとの合金（パーマロイ）、鉄とニッケルとクロムとの合金などが挙げられる。本実施例では鉄を用いた。本実施例では電磁シールド層４０２が電極を兼ねており、その膜厚は５０μｍ〜１５０μｍであれば良く、特に１００μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。電磁シールド層の厚さは、５０μｍよりも薄いと、電極として機能する際に抵抗が大きくなって好ましくない。また厚ければ厚いほど加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では１２０μｍの厚さに成膜した。
【００７４】
本実施例の太陽電池は、電磁シールド層の他に第１電極を新たに作る必要がなくなる。よって第１電極を作製する工程が省けるので、太陽電池を有する電子機器の誤作動を防ぐという本願発明の効果に加えてさらに、太陽電池自体の作製工程数を実施例１の場合よりも減らすことが可能なので、太陽電池を駆動電源とする電子機器の作製のコストを低くすることができる。また本実施例では電磁シールド層の抵抗値が小さいことから電気シールド層としても機能する。
【００７５】
〔実施例５〕
本実施例では、電磁シールド層が第１電極および基板を兼ねている太陽電池の例について説明する。
【００７６】
図５に本実施例の太陽電池の構成を示す。図５において、電子機器の駆動部５０８上に基板および第２電極を兼ねている電磁シールド層５０１が形成されている。電磁シールド層５０１上には光電変換層５０５と透光性を有する第２電極５０６とが順に形成されている。電磁シールド層５０１と光電変換層５０５と第２電極５０６とでセル５０７を形成している。光電変換層５０５はＮ層５０２、Ｉ層５０３、Ｐ層５０４からなっている。
【００７７】
電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部５０８に入射するのを防ぐために、電磁シールド層５０１は電子機器の駆動部５０８と光電変換層５０５との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層５０１が駆動部５０８全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層５０１が駆動部５０８を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部５０８に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００７８】
電磁シールド層５０１が基板と第１電極を兼ねて用いる場合、その膜厚は５０μｍ〜１５０μｍであれば良いが、特に１００μｍ〜１５０μｍの範囲の膜厚であることが好ましい。本実施例では１２０μｍの電磁シールド層を基板として用いた。電磁シールド層の厚さは、５０μｍよりも薄いと、電極として機能する際に抵抗が大きくなって好ましくなく、基板として利用するのが難しくなる。また厚ければ厚いほど加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では１２０μｍの厚さに成膜した。電磁シールド層の材質は抵抗値が１Ω以下であることが必要である。実施例４で挙げた材料であれば良い。本実施例では鉄を用いた。
【００７９】
本実施例の太陽電池は、電磁シールド層の他に基板を用いる必要がなく、第１電極を新たに作る必要もない。よって第１電極を作製する工程が省けるので、太陽電池を有する電子機器の誤作動を防ぐという本願発明の効果に加え、さらに、太陽電池自体の作製工程数を減らし、コストを低くするという効果も得ることができる。また本実施例では電磁シールド層の抵抗値が小さいことから電気シールド層としても機能する。
【００８０】
〔実施例６〕
本実施例は実施例１のセルを直列接続構成にしたものである。
【００８１】
図６に本実施例の太陽電池の構成を示す。図６において、電子機器の駆動部６０９上に基板６０１が形成されている。基板６０１上に電磁シールド層６０２、絶縁膜６０３、第１電極６０４、光電変換層６０５、第２電極６０６及び保護膜６０７が順に形成されている。第１電極６０４と光電変換層６０５と第２電極６０６とでセル６０８を形成している。光電変換層６０５はＮ層、Ｉ層、Ｐ層（図示せず）からなっている。
【００８２】
図６において、第１電極６０４と、光電変換層６０５と、第２電極６０６とを構成要素とするセル６０８の第１電極６０４と、隣接するセルの第２電極を電気的に接続させることで直列接続を形成し、出力電圧が高められている。
【００８３】
電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部６０９に入射するのを防ぐために、電磁シールド層６０２は電子機器の駆動部６０９と光電変換層６０５との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層６０２が駆動部６０９全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層６０２が駆動部６０９を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部６０９に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００８４】
本実施例は、実施例１の太陽電池を直列接続の構成にしたものだが、本願発明はこの構成に限られない。本願発明は、本実施例の構成の他にも、実施例２〜５に示した太陽電池を直列接続構成にしたものも挙げられる。
【００８５】
〔実施例７〕
本実施例では、実施例１に示した本願発明の電磁シールド層付き太陽電池を駆動電源とする電子機器の一例として、時計について説明する。
【００８６】
図７に電磁シールド層付き太陽電池時計の簡単な断面図を示す。図７において、時計の駆動部７０７上にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる基板７０６が形成されている。基板７０６上に鉄からなる電磁シールド層７０５、アルミニウム薄膜からなる第１電極７０４、光電変換層７０３、透明導電膜からなる第２電極７０２、時計の文字盤７０１が順に形成されている。第１電極７０４と光電変換層７０３と第２電極７０２とでセル７０８を形成している。光電変換層７０３はＮ層、Ｉ層、Ｐ層（図示せず）からなっている。
【００８７】
第１電極７０４と電子機器の駆動部７０７とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極７０２と電子機器の駆動部７０７とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。時計の表示部７０１から入射した光により太陽電池の光電変換層７０３から電気エネルギーが生成する。生成した電気エネルギーは時計の駆動部７０７に供給される。そのため電磁シールド層７０５はセル７０３と時計の駆動部７０７との間に設け、光が光電変換層７０３に入射することが可能になるようにすることが必要である。よって時計の駆動部７０７が動作し、時計として機能する。
【００８８】
電磁ノイズが光源からの光と共に時計の駆動部７０７に入射するのを防ぐために、電磁シールド層７０５は時計の駆動部７０７と光電変換層７０３との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層７０５が時計の駆動部７０７全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層７０５が時計の駆動部７０７を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが時計の駆動部７０７に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【００８９】
時計の外部からの電磁ノイズは電磁シールド層７０５に遮蔽されるので、電磁ノイズによって時計が誤作動するのを防ぐことが可能である。また時計を作製する際に別途電磁シールド層を設ける必要がないので、作製工程数が減り、コストを低くすることが可能である。
【００９０】
なお本実施例では、実施例１で示した太陽電池を時計に適用した例について説明したが、本願発明の実施例２〜６、実施例８に示す電磁シールドを有する太陽電池なら、全て適用可能である。
【００９１】
〔実施例８〕
本実施例では、実施例１において、２つ以上の材料を積層して電磁シールド層を形成している例について説明する。
【００９２】
電磁ノイズの周波数がＤＣ〜４０ＧＨｚと幅広い場合、異なる材料を２つ以上積層したものが電磁ノイズを遮蔽するのに効果的である。一層で構成するよりも、複数の層で構成した方が、反射損失の増加によってシールド効果が高くなる。さらに軟磁性の材料と、電気抵抗の小さい材料を積層すると、よりいっそうシールド効果は高くなる。本実施例では、軟磁性の材料と、抵抗値が１．７×１０-8〜２．８×１０-8Ω・ｍと小さく電気シールドとしての効果も得られる材料とを積層した、２層からなる電磁シールド層の例について説明する。
【００９３】
図８において、電子機器の駆動部８１１の上に基板８０１が形成されている。基板８０１の上に、軟磁性の材料を有する第１の電磁シールド層８０２及び抵抗値が１．７×１０-8〜２．８×１０-8Ω・ｍと小さい材料で構成される第２の電磁シールド層８０３が順に積層されている。第１の電磁シールド層８０２と第２の電磁シールド層８０３とを総称して電磁シールド層とする。
【００９４】
電磁シールド層の上に、第１電極８０４、光電変換層８０８、透光性を有する第２電極８０９を有するセル８１０が積層されている。光電変換層はＮ層８０５、Ｉ層８０６、Ｐ層８０７からなっており、また電子機器の駆動部８１１が図８に示すように設けられている。
【００９５】
第１電極８０４と電子機器の駆動部８１１とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。また第２電極８０９と電子機器の駆動部８１１とは、配線等によって（図示せず）電気的に接続されている。セル８１０に光が照射されると電気エネルギーが生成し、生成した電気エネルギーは電子機器の駆動部８１１に供給される。そのため電磁シールド層８０２，８０３はセル８１０と電子機器の駆動部８１１との間に設け、光が光電変換層８０８に入射することが可能になるようにすることが必要である。
【００９６】
第１の電磁シールド層８０２を形成するのに適する材料としては、鉄、ニッケル等の単体金属材料、鉄とシリコンとの合金、鉄とニッケルとの合金（パーマロイ）、鉄とシリコンとアルミニウムとの合金（センダスト）等の合金多結晶材料、鉄とニッケルとクロムとの合金、コバルトとニオブとジルコニウムとの合金等の合金非晶質材料、樹脂に粉末状のフェライトや、粉末状の軟磁性の金属を混ぜたものなどが挙げられる。本実施例ではパーマロイを用いる。
【００９７】
また第２の電磁シールド層を形成するのに適する材料としては、銅、アルミニウムなどが挙げられる。このように軟磁性の材料と抵抗値が１．７×１０-8〜２．８×１０-8Ω・ｍと小さい材料を積層した電磁シールド層は、ＤＣ〜４０ＧＨｚと幅広い電磁ノイズの遮蔽に効果的である。
【００９８】
なお本実施例では第１の電磁シールド層と第２の電磁シールド層が互いに異なる材料で形成される場合であるが、第１と第２の電磁シールド層が同じ材料で形成される場合でも、１枚のときより電磁ノイズを遮蔽する効果は高まる。
【００９９】
電磁シールド層の膜厚は薄すぎると電磁ノイズの遮蔽が難しくなり、その膜厚が厚ければ厚いほど加工性及び施工性が悪くなる。本実施例では、第１の電磁シールド層８０２の膜厚は５０μｍ〜１５０μｍであれば良いが、特に１００μｍ〜１５０μｍの範囲の膜厚であることが好ましい。また、第２の電磁シールド層８０３の膜厚は５０μｍ〜１５０μｍであれば良いが、特に１００μｍ〜１５０μｍの範囲の膜厚であることが好ましい。本実施例では第１の電磁シールド層の膜厚を１２０μｍ、第２の電磁シールド層の膜厚を１２０μｍとした。
【０１００】
また電磁ノイズが光源からの光と共に電子機器のトランジスタを有する駆動部８１２に入射するのを防ぐために、電磁シールド層は電子機器の駆動部８１２と光電変換層８０８との間に設けることが必要である。またさらに、電磁シールド層が駆動部８１２全体と重なっていること、言い換えると電磁シールド層が駆動部８１２を完全に覆っていることが重要である。上記構成によって、電磁ノイズが電子機器の駆動部８１２に入り込むことによって電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。
【０１０１】
このように本実施例では、電磁シールド層が軟磁性の材料と抵抗の小さい材料を積層した構成になっているので、単層の場合と比較して電磁シールド効果が高くすることが可能になった。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように、本明細書で開示する発明により、太陽電池を用いた電子機器の外部からの電磁ノイズにより、太陽電池を用いた電子機器が誤作動するのを防ぐことができる。また太陽電池を有する電子機器の作製工程数を減らし、コストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【図２】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【図３】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【図４】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【図５】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【図６】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【図７】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池を駆動電源とする時計の概略図。
【図８】  本願発明の電磁シールド層を有する太陽電池の概略図。
【符号の説明】
１０１  基板
１０２  電磁シールド層
１０３  第１電極
１０４  Ｎ層
１０５  Ｉ層
１０６  Ｐ層
１０７  光電変換層
１０８  第２電極
１０９  セル
１１０  電子機器の駆動部
【図１】
0004614486.tif 000002
【図２】
0004614486.tif 000003
【図３】
0004614486.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004614486.tif 000006
【図６】
0004614486.tif 000007
【図７】
0004614486.tif 000008
【図８】
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