(57)【要約】【課題】特定の方向からの入射光に対する透過率低減を抑制しつつ発電を行うことが可能な発電装置を提供する。【解決手段】発電窓ガラス１は、互いに対向する光入射面Ｓ１および光出射面Ｓ２を有する透明基板１０と、この透明基板１０の光入射面Ｓ１側に設けられた光制御フィルム１２と、透明基板１０の端部Ｄに配置された太陽電池１１とを備える。光制御フィルム１２では、所定の角度で光が入射したときのみ散乱が生じ、散乱後の光の一部が、基体内部を伝播して、その端部Ｄに配置された太陽電池１１において受光される。一方、上記と異なる特定の角度で光制御フィルム１２へ光が入射したときには、散乱は生じず、入射光は、光制御フィルム１２および透明基板１０を透過して光出射面Ｓ２から出射する。【選択図】図１
2012023089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する光入射面および光出射面を有する基体と、
前記基体の前記光入射面側に設けられ、入射角度に応じて散乱特性が異なる機能を有する光制御層と、
前記光制御層からの出射光の一部を受光する光電変換素子と
を備えた発電装置。
【請求項２】
前記光制御層は、第１の角度領域から光が入射したときに散乱を生じさせる一方、前記第１の角度領域とは異なる第２の角度領域から光が入射したときには散乱を生じさせずに前記基体へ向けて透過させる機能を有する
請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記光制御層は、互いに異なる屈折率を有する２つの屈折率層が、交互に、かつ所定の方向に沿って積層されたものである
請求項１に記載の発電装置。
【請求項４】
前記基体は透明基板である
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項５】
前記光電変換素子は、前記透明基板の端部に設けられている
請求項４に記載の発電装置。
【請求項６】
前記光電変換素子は、前記透明基板の光入射面、光出射面および側面のうちの少なくとも一部に設けられている
請求項５に記載の発電装置。
【請求項７】
前記透明基板はガラス基板である
請求項４に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽光を利用して発電を行う発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源化や低コスト化を実現可能な発電装置（光電変換装置）として、太陽電池が様々な用途において実用化されつつある。この太陽電池には、例えばシリコン薄膜や、ＣｄＴｅ系、ＣｌＧＳ系等の無機化合物、更には高分子ポリマーや低分子ポリマー等の有機化合物など、様々な材料を用いたものが開発されている。
【０００３】
一般に、上記のような太陽電池は、ガラス等の透明基板上に、透明電極、光電変換層および反射電極をこの順に設けた構造を有している。このような構造において、透明基板側から光電変換層へ入射した光を、光電流として透明電極および反射電極を通じて外部へ取り出すことができるようになっている。このように、太陽電池では、内部に取り込まれた太陽光等の光エネルギーが電気エネルギーに変換されて発電がなされる。
【０００４】
また最近では、このような発電機能を例えば建築物の窓ガラス等に付加する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。このような発電装置（以下、発電窓ガラスという）では、ガラス等の透明基板の上に、光電変換層と、この光電変換層を挟む一対の透明電極とが設けられ、更にこの上に接着層を介して他の透明基板が貼り合わせられた積層構造を有している。これにより、窓ガラスへ入射する太陽光が光電変換層へ取り込まれ、発電がなされる仕組みとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７３４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような発電窓ガラスでは、窓ガラスのほぼ全域に渡って光電変換層が設けられるため、窓ガラスへの入射光の大部分が光電変換層に取り込まれ、窓ガラスの光透過率が著しく低下するという問題がある。この結果、屋外（室外）からの光が遮られ、外界の視界が損なわれてしまっていた。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の方向からの入射光に対する透過率低減を抑制しつつ発電を行うことが可能な発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発電装置は、互いに対向する光入射面および光出射面を有する基体と、基体の光入射面側に設けられ、入射角度に応じて散乱特性が異なる機能を有する光制御層と、光制御層からの出射光の一部を受光する光電変換素子とを備えたものである。
【０００９】
本発明の発電装置では、基体の光入射面に、入射角度に応じて散乱特性が異なる機能（散乱異方性）を有する光制御層が設けられていることにより、この光制御層に、所定の角度で光が入射したときのみ散乱が生じる。散乱光として光制御層を出射した光の一部は、基体内部を伝播した後、光電変換素子において受光される。一方、上記と異なる特定の角度で光制御層へ光が入射したときには、散乱は生じず、入射光は、光制御層および基体を透過して光出射面から出射する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発電装置によれば、基体の光入射面側に、入射角度に応じて散乱特性が異なる機能を有する光制御層を設けたので、所定の角度で入射した光の一部を光電変換素子に導いて発電を行う一方で、それとは異なる特定の角度で入射した光を散乱させずに透過させ、基体の光出射面より出射させることができる。よって、特定の方向からの入射光に対する透過率低減を抑制しつつ発電を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発電窓ガラスの概略構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した太陽電池の構成例を表す断面図である。
【図３】図１に示した光制御フィルムの（Ａ）機能を説明するための断面模式図と、（Ｂ）構成例を表す断面模式図である。
【図４】従来例に係る発電窓ガラスの作用を説明するための断面模式図である。
【図５】図１に示した発電窓ガラスの作用を説明するための断面模式図であり、（Ａ）は光透過（散乱なし）、（Ｂ）は散乱による太陽電池への導光の様子を示す。
【図６】比較例１，２および実施例の照度測定方法を説明するための模式図である。
【図７】比較例１，２および実施例の照度測定結果を示す特性図である。
【図８】比較例２および実施例の電流電圧特性の測定方法を説明するための模式図である。
【図９】比較例２および実施例の電流電圧特性の測定結果を示す特性図である。
【図１０】実測（シミュレーション）における入射角度と出射角度についての説明図である。
【図１１】入射光に対する出射光の角度および透過率の測定結果を示す特性図である。
【図１２】変形例１に係る発電窓ガラスの構成を表す断面模式図である。
【図１３】変形例２に係る発電窓ガラスの構成を表す断面模式図である。
【図１４】変形例３に係る発電ガラスの構成を表す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（透明基板の光入射面に光制御フィルム、側面に太陽電池を設けた発電窓ガラスの例）
２．変形例１（透明基板の光出射面の端部に太陽電池を設けた例）
３．変形例２（透明基板の光入射面の端部に太陽電池を設けた例）
【００１３】
＜実施の形態＞
［発電窓ガラス１の構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る発電窓ガラス１（発電装置）の断面構成を表したものである。発電窓ガラス１は、ガラス等の透明基板に発電機能を付加したものであり、例えばオフィスビルや家等の建築物の窓ガラスや、一面ガラス張りの壁面として使用されるものである。本実施の形態では、部屋の側壁等に設置されて使用される発電窓ガラス１を例に挙げて説明する。この発電窓ガラス１は、所定の端部（端部Ｄ）を下にした状態で使用される（側壁等に設置される）。端部Ｄは、例えば、発電窓ガラス１（後述の透明基板１０）の側面とその周辺部分（端部近傍）に相当するものとする。
【００１４】
この発電窓ガラス１は、例えば、透明基板１０（基体）の一面（光入射面）に、異方性散乱フィルムとしての光制御フィルム１２（光制御層）が貼り合わせられたものであり、透明基板１０の端部には、太陽電池１１が設けられている。これらのうち透明基板１０が室内（屋内）Ａ、光制御フィルム１２が室外（屋外）Ｂにそれぞれ向くように設置される。太陽電池１１は、透明基板１０の端部Ｄ、例えば本実施の形態では、透明基板１０の光入射面Ｓ１および光出射面Ｓ２の各面に対向しない下方の側面に設けられている。尚、この太陽電池１１は、透明基板１０および光制御フィルム１２の側面の全域にわたって設けられていてもよいし、透明基板１０の側面の一部に設けられていてもよい。また、太陽電池１１は、太陽光に対して露出していてもよいが、窓枠（サッシ）等により覆われていてもよいし、建築物の床等に埋設されていてもよい。また、透明基板１０の平面形状（光入射面に平行な面）が例えば矩形状である場合には、太陽電池１１は、その平面形状における一辺にのみ設けられていてもよいし、各辺に設けられていてもよい。
【００１５】
（透明基板１０）
透明基板１０は、例えば光入射面Ｓ１と光出射面Ｓ２とが正対する平行平板状のガラス基板であり、厚みは例えば０．１ｍｍ〜５．０ｍｍである。但し、透明基板１０としては、ガラス基板の他にも、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等のプラスチック基板であってもよい。また、透明基板１０は、必ずしも平行平板状である必要はなく、光入射面Ｓ１と光出射面Ｓ２とが対向していれば、楔形状等、透明基板１０の厚みが上端側と下端（端部Ｄ）側とで異なっていてもよい。
【００１６】
（太陽電池１１）
太陽電池１１は、太陽光等の光を受光し、その受光した光のエネルギーを電力に変換する光電変換素子である。太陽電池１１としては、例えば、シリコン薄膜を用いたもの、結晶シリコン，多結晶シリコン，微結晶シリコンを用いたもの、III−Ｖ族系、ＣｄＴｅ系、ＣｌＧＳ系の無機化合物を用いたもの、導電性ポリマーやフラーレン等の有機化合物を用いたもの、および有機色素を用いたもの（色素増感型）等、様々なタイプの太陽電池が挙げられる。ここでは、その一例として、有機化合物を用いた有機薄膜太陽電池の構成について説明する。
【００１７】
図２は、有機薄膜太陽電池としての太陽電池１１の断面構成を表したものである。太陽電池１１は、例えば透明基板１１０上に、透明電極１１１、光電変換層１１２、ＬｉＦ（フッ化リチウム）層１１３および反射電極１１４をこの順に積層したものである。透明基板１１０の裏面側から光を入射させて、光電変換層１１２へ光を取り込むようになっている。
【００１８】
透明基板１１０は、光電変換層１１２に入射する光に対して透明な材料、例えば、ガラス、プラスチック等からなる。透明基板１１０の透過率は、光電変換層１１２に入射する光に対して概ね７０％以上となっていることが好ましい。透明基板１１０に好適に用いることの可能なプラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等が挙げられる。透明基板１１０は、リジッド性を有するものであることが好ましいが、フレキシブル性を有するものであってもよい。
【００１９】
透明電極１１１は、光電変換層１１２で受光する光に対して透明な材料であって、かつ導電性を有する材料によって構成されている。そのような材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）、ＳｎＯ（酸化スズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）等が挙げられる。
【００２０】
光電変換層１１２は、入射した光を吸収し、その吸収した光の持つエネルギーを電力へ変換させる機能を有するものである。この光電変換層１１２は、ｐｎ接合を形成するｐ型とｎ型の導電性ポリマーを積層してなる。例えば、光電変換層１１２は、透明電極１１１の側から順に、ｐ型導電膜としてのＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）１１２ａと、ｎ型導電膜としてのＣ60（フラーレン）１１２ｂと、ＢＣＰ（Bathocuproine）１１２ｃとを積層したものである。
【００２１】
ＬｉＦ層１１３は、仕事関数の小さいアルカリ金属化合物よりなり、駆動電圧を低下させる機能を有するものである。
【００２２】
反射電極１１４は、光電変換層１１２に入射してきた光を高反射率で反射する材料、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）およびニッケル（Ｎｉ）のうちの少なくとも１種を含んで構成されている。
【００２３】
（光制御フィルム１２）
図３（Ａ）は、光制御フィルム１２の機能について模式的に表したものであり、図３（Ｂ）は、そのような機能を実現するための具体的な構造を模式的に表したものである。図３（Ａ）に示したように、光制御フィルム１２は、所定の入射角度（例えば、散乱領域ＳＡにある角度）で光が入射したときに、散乱を生じさせる一方、他の特定の入射角度（例えば、非散乱領域ＳＢにある角度）で光が入射したときには散乱を生じさせずに、それぞれ透明基板１０側へ透過させる機能を有している。尚、この散乱領域ＳＡが本発明における第１の角度領域、非散乱領域ＳＢが本発明における第２の角度領域の一具体例に相当する。
【００２４】
散乱領域ＳＡは、例えば発電窓ガラス１を設置したときに斜め上方からの入射光に対応する角度領域であることが望ましい。具体的には、光入射面Ｓ１に垂直な方向を０°、光入射面Ｓ１に沿った軸方向における上端側を９０°、下端（端部Ｄ）側を−９０°とした場合、例えば０°〜９０°の範囲内で設定されることが望ましく、３０°〜９０°の範囲で設定されることがより望ましい。太陽からの光を効率良く取り込むことができるためである。
【００２５】
非散乱領域ＳＢは、上記散乱領域ＳＡ以外の角度領域に設定されるが、０°を含んでいることが望ましい。詳細は、後述するが、正面方向における視界を良好に確保するためである。
【００２６】
尚、これらの散乱領域ＳＡおよび非散乱領域ＳＢはそれぞれ、上記−９０°〜９０°の範囲内において、ひとつながりの連続的な範囲（例えば散乱領域ＳＡは６０°以上９０°以下等）であってもよいし、不連続な範囲や値であってもよい（例えば、散乱領域ＳＡが５０°、６０°、７０°等）。
【００２７】
このような散乱異方性を発揮する構造としては、例えば図３（Ｂ）に示したような層構造が挙げられる。具体的には、光制御フィルム１２は、屈折率ｎ１の第１屈折率領域１２Ａと、屈折率ｎ２の第２屈折率領域１２Ｂとを、交互に、かつ所定の方向αに沿って（所定の傾斜角で）積層したものである。これらの第１屈折率領域１２Ａおよび第２屈折率領域１２Ｂの屈折率ｎ１，ｎ２の値、膜厚、ピッチ、方向αの傾斜角等を適宜調整することによって、所望の散乱領域ＳＡおよび非散乱領域ＳＢを設定可能である。
【００２８】
［発電窓ガラス１の作用・効果］
次に、上記のような発電窓ガラス１の作用・効果について、図１〜図５を参照して説明する。図４は、従来の発電窓ガラス（発電窓ガラス１００）の断面構造を模式的に表したものである。図５（Ａ）は、光制御フィルム１２において散乱が生じたときの太陽電池１１への導光の様子、図５（Ｂ）は、非散乱時における光透過の様子をそれぞれ模式的に表したものである。
【００２９】
発電窓ガラス１では、光制御フィルム１２から入射した光（太陽光等）の一部が、太陽電池１１に取り込まれ、発電がなされる。詳細には、太陽電池１１では、例えば図２に示したように、透明基板１１０の裏面側より入射した光が、光電変換層１１２へ取り込まれると、光電変換層１１２において、入射光の持つエネルギーによって伝導電子が増加し、内蔵電場により正孔と電子が引き離される（正孔−電子対が生じる）。このようにして生じた電荷を、透明電極１１１および反射電極１１４を通じて外部へ取り出すことで、光電流が発生する（発電がなされる）。
【００３０】
ここで、図４に、従来の発電窓ガラス（発電窓ガラス１００）の断面構造を模式的に示す。このように、発電窓ガラス１００では、透明基板１０１の光入射側に、その全域にわたって、光電変換層１０３と、この光電変換層１０３を挟む一対の透明電極１０２，１０４とが設けられている。更に、透明電極１０４上には、接着層１０５を介して透明基板１０６が貼り合わせられている。このような積層構造により、透明基板１０６側から入射する光が光電変換層１０３へ取り込まれ、発電がなされる仕組みとなっている。
【００３１】
ところが、上記発電窓ガラス１００のように、透明基板１０１上の全域に光電変換層１０３が形成された構造（透明基板１０１上の全面に太陽電池が形成された構造）では、例えば斜め上方からの入射光（太陽光等）Ｌ１および正面方向における入射光Ｌ２のいずれも、その大部分が光電変換層１０３において吸収される。この結果、発電窓ガラス１００を透過する光Ｌ３はほとんどなくなり、光透過率が著しく低下してしまう。
【００３２】
これに対し、本実施の形態では、透明基板１０の光入射面Ｓ１側に、光制御フィルム１２が設けられ、太陽電池１１は、その透明基板１０の一部領域、具体的には端部Ｄ側の側面に設けられている。
【００３３】
このような構造により、外部からの光は、まず光制御フィルム１２に入射する。そして、上述のような光制御フィルム１２の機能、構造により、図５（Ａ）に示したように、所定の角度（図３（Ａ）に示した散乱領域ＳＡにある角度）で光（Ｌ１）が入射したときには、光制御フィルム１２において散乱が生じ、その散乱光が透明基板１０へ入射する。このような入射光Ｌ１に基づく散乱光のうち、光出射面Ｓ２に対して臨界角以上となる角度で透明基板１０へ入射した光Ｌ１ａは、透明基板１０内部を端部Ｄに向かって伝播し、端部Ｄに設けられた太陽電池１１において受光される。また、散乱光のうち、光出射面Ｓ２に対して臨界角未満となる角度で透明基板１０へ入射した光Ｌ１ｂは、透明基板１０を透過して光出射面Ｓ２より出射する。
【００３４】
一方、図５（Ｂ）に示したように、上記と異なる特定の角度（非散乱領域ＳＢにある角度）で光（Ｌ２）が入射したときには、光制御フィルム１２において散乱は生じず、入射光Ｌ２は、光制御フィルム１２および透明基板１０を透過して（透過光Ｌ３）として光出射面Ｓ２より出射する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態では、透明基板１０の光入射面Ｓ１側に光制御フィルム１２を設けたので、入射光のうち散乱領域ＳＡにある角度で入射した光を、透明基板１０の端部Ｄに配置された太陽電池１１に導いて発電を行う一方で、非散乱領域ＳＢにある角度で入射する光については、光出射面Ｓ２から出射させ、発電窓ガラス１を（室外Ｂから室内Ａへ向けて）透過させることができる。よって、特定の方向からの入射光に対する透過率低減を抑制しつつ発電を行うことが可能となる。
【００３６】
例えば、散乱領域ＳＡを斜め上方となる５０°〜９０°の範囲に設定すれば、通常太陽光は斜め上方から降り注ぐため、そのような太陽光に対し効果的に散乱を生じさせ、太陽電池１１での受光量を確保し易くなる。一方で、非散乱領域ＳＢが０°を含むように設定すれば、特に室内Ａから室外Ｂを水平方向（正面方向）に沿って真っすぐに見る場合における透過率低減を抑制することができ、窓ガラス越しに見る正面方向における室外Ｂの視界が暗くなることを防ぐことができる。
【００３７】
［実施例］
上記のような光制御フィルム１２を用いた発電窓ガラス１について、以下に示す照度および発電特性の測定を行うと共に、散乱特性について評価した。
【００３８】
（照度測定）
実施例として、図６（Ａ）に示したように、透明基板１０（厚み３ｍｍのガラス板）の一面に、光制御フィルム（厚み０．５ｍｍ）を貼り付けたものに、光Ｌ１を入射させ、透明基板１０の端部（上記端部Ｄに相当）から出射する光の照度（ｌｘ）を測定した。この際、光制御フィルムとしては、上述の散乱領域ＳＡに５０°を含むものを用い、測定器１２０としては、ソーラーシミュレーター（HAL-320）を用いた。
【００３９】
また、このような実施例の比較例として、図６（Ｂ）に示したような何も配置しない場合（比較例１）と、図６（Ｃ）に示したような透明基板１０（厚み３ｍｍのガラス板）のみを配置した場合（比較例２）についても、入射光Ｌ１に対する出射光の照度を測定した。尚、いずれの場合においても、入射光Ｌ１を、角度５０°の方向から、２３１２０（ｌｘ）の照度で入射させた。これらの測定結果を図７に示す。
【００４０】
図７に示したように、比較例１および、透明基板１０のみの比較例２に比べ、光制御フィルム１２を用いた実施例では、出射光の照度が大きいことがわかる。例えば、入射光照度に対する出射光照度の比率（入射光照度／出射光照度×１００）は、比較例２では０．０９％であるのに対し、実施例では０．４３％となり、比較例２の約５倍となった。従って、透明基板１０の光入射面に光制御フィルム１２を設けることで、透明基板１０の端部から取り出される光量が増加することがわかる。
【００４１】
（発電特性測定）
上記照度測定により、光制御フィルム１２に作用により透明基板１０の端部からの光量が増すことがわかったが、更なる実施例として、図８に示したように、透明基板１０の端部に太陽電池１１を配置し、その太陽電池１１における発電特性について、電気化学アナライザ１３０を用いて測定した。また、上記比較例２についての測定も行った。その結果（電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性））を、図９に示す。また、以下の表１に、最大動作点（Ｗ）、短絡電流（Ａ）および開放電圧（Ｖ）の各値についても示す。
【００４２】
【表１】
2012023089.tif 000003
【００４３】
これらの結果から、光制御フィルム１２を用いた実施例では、透明基板１０のみの比較例２と比較して発電量が約１．８倍となり、良好な発電特性を示すことがわかった。
【００４４】
（散乱特性評価）
更に、透明基板１０に光制御フィルム１２を貼り付けたサンプルに対し、散乱特性（入射光に対する出射光の角度分布）について測定した。この際、図１０に示したように、入射光Ｌinの入射角度は、光制御フィルム１２の面内方向に垂直な方向を０°とし、一端側を９０°、他端側を−９０°とし、出射光Ｌoutの出射角度は、入射光Ｌinの入射角度と正負を逆にして示している。また、光制御フィルム１２としては、散乱領域ＳＡを０°〜６０°に設定し、非散乱領域ＳＢを−６０°〜−２０°に設定したものを用いた。図１１（Ａ）に、散乱領域ＳＡから入射した光（入射角０°，２０°，４０°，６０°）の各出射光の角度分布について示す。また、図１１（Ｂ）に、非散乱領域ＳＢから入射した光（入射角−６０°，−４０°，−２０°）の各出射光の角度分布について示す。
【００４５】
図１１（Ａ）に示したように、散乱領域ＳＡから光が入射した場合、透明基板１０端部への伝播光（発電に利用される光）が生じるため、透過率は低下するが、出射角が入射角と異なる領域に分散しており、光制御フィルム１２において散乱が生じていることがわかる。一方、図１１（Ｂ）に示したように、非散乱領域ＳＢから入射した光は、出射光Ｌoutの角度が入射角とほぼ同等となっており、光制御フィルム１２を散乱作用を受けずに透過していることがわかる。
【００４６】
次に、上記実施の形態で説明した発電窓ガラスの変形例（変形例１〜３）について説明する。尚、以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し適宜説明を省略する。
【００４７】
＜変形例１＞
図１２は、変形例１に係る発電窓ガラスの断面構成を模式的に表したものである。本変形例の発電窓ガラスは、上記実施の形態の発電窓ガラス１と同様、透明基板１０の光入射面Ｓ１に光制御フィルム１２を有し、透明基板１０の端部Ｄに太陽電池１１が設けられたものである。但し、太陽電池１１の設置領域が、上記実施の形態と異なっており、本変形例では、透明基板１０の光出射面Ｓ２上に設けられている。また、透明基板１０の光入射面Ｓ１上において、光制御フィルム１２が貼られていない領域１２Ｅを有しており、この領域１２Ｅに対向して太陽電池１１が配置されている。これは、太陽電池近辺では、散乱の必要性がなく、また太陽電池１１の対向面に光制御フィルム１２が形成されていると、その面における全反射光が減るためである。領域１２Ｅのように、光制御フィルム１２が貼られていない領域を設けることで、全反射する光の量を増やすことができる。このように、光制御フィルム１２は、必ずしも透明基板１０の光入射面の全域に設けられていなくともよい。本変形例のように、太陽電池１１の設置場所等に応じて、光制御フィルム１２の貼られていない領域があってもよい。上記のような構成であっても、上記実施の形態と同様、散乱作用を受けて透明基板１０内を伝播する光Ｌ１ａを太陽電池１１に取り込み、発電を行うことができる。
【００４８】
＜変形例２＞
図１３は、変形例２に係る発電窓ガラスの断面構成を模式的に表したものである。本変形例の発電窓ガラスは、上記実施の形態の発電窓ガラス１と同様、透明基板１０の光入射面Ｓ１に光制御フィルム１２を有し、透明基板１０の端部Ｄに太陽電池１１が設けられたものである。但し、太陽電池１１の設置領域が、上記実施の形態と異なり、本変形例では、透明基板１０の光入射面Ｓ１上に設けられている。具体的には、光入射面Ｓ１上において、光制御フィルム１２が貼られていない領域１２Ｅを有し、この領域１２Ｅに太陽電池１１が配置されている。このような構成であっても、上記実施の形態と同様、散乱の作用を受けて透明基板１０内を伝播する光Ｌ１ａを太陽電池１１に取り込み、発電を行うことができる。
【００４９】
上記変形例１，２のように、太陽電池１１は、上記実施の形態における透明基板１０の側面に限らず、光入射面Ｓ１または光出射面Ｓ２と同一面上に配置されていてもよい。いずれの場合であっても、太陽電池１１が透明基板１０の端部Ｄに配置されていれば、上記実施の形態と同等の効果を得ることができる。但し、太陽電池１１の配置領域は、必ずしも端部Ｄである必要はなく、透明基板１０の一部の領域であれば、発電窓ガラスの用途等に応じて他の部分であってもよい。
【００５０】
＜変形例３＞
図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例３に係る発電ガラスの断面構成を模式的に表したものである。本変形例の発電ガラスは、上記実施の形態の発電窓ガラス１と同様、透明基板１０の端部Ｄに太陽電池１１が設けられたものである。但し、本変形例では、透明基板１０の光入射面Ｓ１に対向する面が光反射面Ｓ３となっている。具体的には、この透明基板１０の光反射面Ｓ３に、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の光反射性を有する金属からなる光反射層１３が設けられている。また、透明基板１０の光入射面Ｓ１には、散乱フィルム１４（散乱異方性なくともよい）が貼り合わせられている。このような構造は、光反射層１３は、太陽電池を側面に設置した場合（図１４（Ａ））、光入射面Ｓ１に設置した場合（図１４（Ｂ））、および光反射面Ｓ３に設置した場合（図１４（Ｃ））のいずれの場合にも適用可能である。
【００５１】
本変形例のように、光反射層１３を用いることにより、入射光Ｌ１を散乱フィルム１４によって散乱させ、その散乱光の一部を透明基板１０を伝播させる際に、より多くの光を太陽電池１１へ導くことができる。これにより、太陽電池へ取り込まれる光量が上記実施の形態等に比べ増加するため、太陽電池の設置面積を小さくすることができる。このような発電ガラスは、特に、建物の壁面や天井等に好適に設置することができる。
【００５２】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明の発電装置として発電窓ガラスを例に挙げ、これが、部屋の側壁等に設置される場合を例に挙げて説明したが、発電窓ガラスの設置場所や向きは、上述のものに限られるわけではない。例えば、発電窓ガラスを天窓のような天井に設置する窓ガラスに適用することも可能である。
【００５３】
また、上記実施の形態等では、光制御フィルム１２の散乱領域ＳＡとして、発電窓ガラスを設置した場合の斜め上方に相当する領域を例に挙げ、非散乱領域ＳＢとしては、正面方向（０°）を含む領域を例に挙げたが、各角度領域（角度範囲）は、上述のものに限らず、発電窓ガラスの用途等に応じて適宜設定されればよい。いずれの場合であっても、散乱作用を利用して一部の光のみを発電に用いる一方で、特定方向からの入射光についてはそのまま透過させ、その方向での透過率が低減することを抑制できるため、本発明と同等の効果を得ることができる。
【００５４】
更に、上記実施の形態等では、本発明の太陽電池として、有機薄膜太陽電池を例に挙げて説明したが、他の太陽電池、例えばシリコン薄膜（非晶質、微結晶）を用いたシリコンハイブリッド型の太陽電池や、III−Ｖ族のＧａＡｓ系，ＣｄＴｅ系やＣｌＧＳ系等の無機化合物を用いた無機太陽電池、色素増感型太陽電池に適用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…発電窓ガラス、１０…透明基板、１１…太陽電池、１２…光制御フィルム、１２Ａ…第１屈折率領域、１２Ｂ…第２屈折率領域、１１０…透明基板、１１１…透明電極、１１２…光電変換層、１１３…ＬｉＦ層、１１４…反射電極、Ｓ１…光入射面、Ｓ２…光射出面、ＳＡ…散乱領域、ＳＢ…非散乱領域。
【図１】
2012023089.tif 000004
【図２】
2012023089.tif 000005
【図３】
2012023089.tif 000006
【図４】
2012023089.tif 000007
【図５】
2012023089.tif 000008
【図６】
2012023089.tif 000009
【図７】
2012023089.tif 000010
【図８】
2012023089.tif 000011
【図９】
2012023089.tif 000012
【図１０】
2012023089.tif 000013
【図１１】
2012023089.tif 000014
【図１２】
2012023089.tif 000015
【図１３】
2012023089.tif 000016
【図１４】
2012023089.tif 000017