(57)【要約】【課題】光電変換素子が水分により劣化することを防ぐ。【解決手段】光電変換素子３０１と外部容器３０３との間に、吸湿剤３０２が設置され、その吸湿剤３０２の一部分に、センサー３０４が設置されている。外部容器３０３の外側の側面には、センサー３０５が設置されている。シャッター３０６は、外部容器３０３の側面に設けられている。シャッター３０６が閉められている状態では、外部容器３０３内の気密性が保たれ、シャッター３０６が開いた状態では、外部容器３０３内に外気が入り込むように構成されている。センサー３０４とセンサー３０５のそれぞれで測定された湿度の差が所定の閾値以上のとき、シャッター３０６が開けられ、外気が導入され、吸湿剤３０２が再生される。本発明は、色素増感光電変換素子に適用できる。【選択図】図６
2012079607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と吸湿剤を内包する第１の容器と、
前記第１の容器の側面に備えられた第１のシャッターと、
前記容器の内側に備えられ、湿度または温度を測定する第１のセンサーと
を備え、
前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記第１のシャッターの開閉を制御する
乾燥装置。
【請求項２】
前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、開けられている前記第１のシャッターを閉める制御を行う
請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記第１の容器の外側に備えられ、湿度または温度を測定する第２のセンサーをさらに備え、
前記第１のセンサーと前記第２のセンサーのそれぞれで測定された前記湿度または前記温度の差分値が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、開けられている前記第１のシャッターを閉める制御を行う
請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記第１の容器を内包する第２の容器と、
前記第２の容器の側面に備えられた第２のシャッターと
をさらに備え、
前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記第１のシャッターと前記第２のシャッターの開閉を制御する
請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項５】
前記第１の容器と前記第２の容器の間に設けられた空間内の空気を、太陽光を吸収することで温める熱吸収部をさらに備え、
前記熱吸収部で温められた空気が、前記吸湿剤に供給されるように、前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記第１のシャッターの開閉を制御する
請求項４に記載の乾燥装置。
【請求項６】
前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを閉め、前記第２のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、閉められている前記第１のシャッターを開け、開けられている前記第２のシャッターを閉める制御を行う
請求項４または請求項５に記載の乾燥装置。
【請求項７】
前記第２の容器の外側に備えられ、湿度または温度を測定する第２のセンサーをさらに備え、
前記第１のセンサーと前記第２のセンサーのそれぞれで測定された前記湿度または前記温度の差分値が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを閉め、前記第２のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、閉められている前記第１のシャッターを開け、開けられている前記第２のシャッターを閉める制御を行う
請求項４または請求項５に記載の乾燥装置。
【請求項８】
前記第２の容器の前記熱吸収部がある部分は、黒色とされる
請求項５乃至７のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項９】
前記第２の容器の前記熱吸収部がある部分には集光レンズが備えられる
請求項５乃至８のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項１０】
前記吸湿剤は黒色に着色されている
請求項１乃至９のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項１１】
光電変換素子と吸湿剤を内包する容器と、
前記容器の側面に備えられたシャッターと、
前記容器の内側に備えられ、湿度または温度を測定するセンサーと
を備える乾燥装置の乾燥方法において、
前記センサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記シャッターの開閉を制御する
ステップを含む乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乾燥装置および方法に関し、特に、光電交換素子の劣化を防ぐことができるようにした乾燥装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を電気エネルギーに変換する光電変換素子である太陽電池は太陽光をエネルギー源としているため、地球環境に対する影響が極めて少なく、より一層の普及が期待されている。従来、太陽電池としては、単結晶または多結晶のシリコンを用いた結晶シリコン系太陽電池および非晶質（アモルファス）シリコン系太陽電池が主に用いられている。
【０００３】
一方、１９９１年にグレッツェルらが提案した色素増感太陽電池は、高い光電変換効率を得ることができ、しかも従来のシリコン系太陽電池とは異なり製造の際に大掛かりな装置を必要とせず、低コストで製造することができることなどにより注目されている。
【０００４】
この色素増感太陽電池の一般的な構造は、透明導電性基板上に形成した酸化チタンなどの多孔質半導体層に光増感色素を担持させた色素増感多孔質半導体層と、白金層などを基板上に形成して得られる対極とを対向させ、これらの外周部を封止材で封止し、両極間にヨウ素やヨウ化物イオンなどの酸化・還元種を含む電解質を充填したものである。
【０００５】
色素増感太陽電池に限らず太陽電池は、内部に水分が入ると劣化してしまう。特許文献１では、太陽電池を内包する外部容器内に吸湿剤を同梱することで、換言すれば、外部容器内に太陽電池と吸湿剤が内包されている状態にすることで、その吸湿剤により水分を吸湿し、太陽電池の内部に水分が入り込まないようにすることが提案されている。また、特許文献２では、密閉容器内に吸湿剤を入れ、その吸湿剤をヒーターで加熱することで、吸湿剤を再生させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７４７１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１によれば、吸湿剤を再生する手段がないため、時間経過とともに、吸湿剤の吸湿量が増大してしまい、その結果、吸湿性能が劣化してしまう。吸湿性能が劣化することで、吸湿できなくなり、太陽電池に水が侵入し、太陽電池の劣化を防ぐことができなくなってしまう。
【０００８】
特許文献２によれば、吸湿剤を再生させるためのヒーターが必要となり、そのヒーターを加熱するための通電が必要となる。例えば、特許文献２を適用した密閉容器内に太陽電池を入れることで、水分を吸収し、太陽電池内に水が侵入することを防ぐことができるが、ヒーターを加熱するための電力は比較的大きいため、太陽電池で発電しつつ、大きな電力を必要とすることは望ましくなく、省電力で効率良く吸湿し、その吸湿効果が継続することが望まれている。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、太陽電池内に入り込む水分を抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面の乾燥装置は、光電変換素子と吸湿剤を内包する第１の容器と、前記第１の容器の側面に備えられた第１のシャッターと、前記容器の内側に備えられ、湿度または温度を測定する第１のセンサーとを備え、前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記第１のシャッターの開閉を制御する。
【００１１】
前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、開けられている前記第１のシャッターを閉める制御を行うようにすることができる。
【００１２】
前記第１の容器の外側に備えられ、湿度または温度を測定する第２のセンサーをさらに備え、前記第１のセンサーと前記第２のセンサーのそれぞれで測定された前記湿度または前記温度の差分値が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、開けられている前記第１のシャッターを閉める制御を行うようにすることができる。
【００１３】
前記第１の容器を内包する第２の容器と、前記第２の容器の側面に備えられた第２のシャッターとをさらに備え、前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記第１のシャッターと前記第２のシャッターの開閉を制御するようにすることができる。
【００１４】
前記第１の容器と前記第２の容器の間に設けられた空間内の空気を、太陽光を吸収することで温める熱吸収部をさらに備え、前記熱吸収部で温められた空気が、前記吸湿剤に供給されるように、前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記第１のシャッターの開閉を制御するようにすることができる。
【００１５】
前記第１のセンサーで測定された前記湿度または前記温度が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを閉め、前記第２のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、閉められている前記第１のシャッターを開け、開けられている前記第２のシャッターを閉める制御を行うようにすることができる。
【００１６】
前記第２の容器の外側に備えられ、湿度または温度を測定する第２のセンサーをさらに備え、前記第１のセンサーと前記第２のセンサーのそれぞれで測定された前記湿度または前記温度の差分値が、閾値以上である場合、前記第１のシャッターを閉め、前記第２のシャッターを開け、前記閾値以下になった場合、閉められている前記第１のシャッターを開け、開けられている前記第２のシャッターを閉める制御を行うようにすることができる。
【００１７】
前記第２の容器の前記熱吸収部がある部分は、黒色とされるようにすることができる。
【００１８】
前記第２の容器の前記熱吸収部がある部分には集光レンズが備えられるようにすることができる。
【００１９】
前記吸湿剤は黒色に着色されているようにすることができる。
【００２０】
本発明の一側面の乾燥方法は、光電変換素子と吸湿剤を内包する容器と、前記容器の側面に備えられたシャッターと、前記容器の内側に備えられ、湿度または温度を測定するセンサーとを備える乾燥装置の乾燥方法において、前記センサーで測定された前記湿度または前記温度に基づき、前記シャッターの開閉を制御するステップを含む。
【００２１】
本発明の一側面の乾燥装置および方法においては、光電変換素子と吸湿剤を内包する容器には、その側面にシャッターと、吸湿剤の湿度または温度を測定するセンサーが備えられ、センサーで測定された湿度または温度が所定の値以上のとき、シャッターが開けられることで外気が導入され、吸湿剤の再生が促される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一側面によれば、光電変換素子内に水分が侵入することを防ぐことが可能となる。
【００２３】
本発明の一側面によれば、省電力で吸湿効果を維持させることが可能となる。もって光電変換素子内に水分が侵入することで光電変換素子が劣化するようなことを防ぐことができ、光電変換素子の寿命を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】光電変換素子の構成について説明する図である。
【図２】光電変換素子の構成について説明する図である。
【図３】光電変換素子の構成について説明する図である。
【図４】吸湿多孔質膜の配置について説明するための図である。
【図５】光電変換素子の構成について説明する図である。
【図６】本発明を適用した外部容器の一実施の形態の構成を示す図である。
【図７】シャッターの制御について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明を適用した外部容器の一実施の形態の他の構成を示す図である。
【図９】シャッターの制御について説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明を適用した外部容器の一実施の形態の構成を示す図である。
【図１１】外部装置の設置の仕方について説明するための図である。
【図１２】シャッターの制御について説明するためのフローチャートである。
【図１３】外部装置の一部を黒くすることについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は、例えば、光電交換素子を内包する外部容器に適用でき、その外部容器が吸湿機能を有する吸湿剤を内包し、その吸湿剤を乾燥させることで、再生させる機能を有する乾燥装置に適用できる。まず、そのような外部容器に内包される光電変換素子について説明を加える。
【００２６】
［光電変換素子の構成について］
図１は、光電変換素子として、色素増感光電変換素子の構成を示す図である。図１に示した光電変換素子１０は、透明導電膜付ガラス１１、色素極１２、電解液１３、対極１４、および透明導電膜付ガラス１５から構成されている。
【００２７】
透明導電膜付ガラス１１には、透明基板の一主面に透明電極が設けられ、この透明電極上に色素極１２が設けられている。この色素極１２は、半導体層として機能する。透明導電膜付ガラス１５は、透明導電膜付ガラス１１と同じく、透明基板の一主面に透明導電層が設けられ、この透明導電層上に対極１４が設けられている。そして、色素極１２と対極１４との間に電解液１３が充填されている。そして、透明導電膜付ガラス１１と透明導電膜付ガラス１５の外周部が封止材（図示せず）で封止されている。
【００２８】
半導体層としての色素極１２は、典型的には、半導体微粒子を焼結させた多孔質膜が用いられ、光増感色素としてのＺ９０７および色素Ａはこの半導体微粒子の表面に吸着している。半導体微粒子の材料としては、シリコンに代表される元素半導体、化合物半導体、ペロブスカイト構造を有する半導体などを用いることができる。これらの半導体は、光励起下で伝導帯電子がキャリアとなり、アノード電流を生じるｎ型半導体であることが好ましい。
【００２９】
具体的には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）などの半導体が用いられる。半導体の種類はこれらに限定されるものではなく、必要に応じて、２種類以上の半導体を混合または複合化して用いることができる。また、半導体微粒子の形態は粒状、チューブ状、棒状などのいずれであってもよい。
【００３０】
電解液１３としては、電解液またはゲル状もしくは固体状の電解質を用いることができる。電解液としては、酸化還元系（レドックス対）を含む溶液が挙げられ、具体的には、ヨウ素Ｉ2と金属または有機物のヨウ化物塩との組み合わせや、臭素Ｂｒ2と金属または有機物の臭化物塩との組み合わせなどが用いられる。金属塩を構成するカチオンは、リチウムＬｉ+、ナトリウムＮａ+、カリウムＫ+、セシウムＣｓ+、マグネシウムＭｇ2+、カルシウムＣａ2+などである。また、有機物塩を構成するカチオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオン類、ピリジニウムイオン類、イミダゾリウムイオン類、第４級アンモニウムイオン類などが好適なものであり、これらを単独に、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。
【００３１】
電解液１３を構成する電解質としては、上記の他に、フェロシアン酸塩とフェリシアン酸塩との組み合わせや、フェロセンとフェリシニウムイオンとの組み合わせなどの金属錯体、ポリ硫化ナトリウム、アルキルチオールとアルキルジスルフィドとの組み合わせなどのイオウ化合物、ビオロゲン色素、ヒドロキノンとキノンとの組み合わせなどを用いることもできる。
【００３２】
電解液を構成する溶媒としては、一般的には、水、アルコール類、エーテル類、エステル類、炭酸エステル類、ラクトン類、カルボン酸エステル類、リン酸トリエステル類、複素環化合物類、ニトリル類、ケトン類、アミド類、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、N−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、のに対し、この色素増感光電変換素子においては、特に、３−メトキシプロピオニトリル（ＭＰＮ）、炭化水素などが用いられる。
【００３３】
透明導電膜付ガラス１１を構成する透明基板は、光が透過しやすい材質と形状のものであればよく、種々の基板材料を用いることができるが、特に可視光の透過率が高い基板材料を用いることが好ましい。また、光電変換素子１０に外部から侵入しようとする水分やガスを阻止する遮断性能が高く、また、耐溶剤性や耐候性に優れている材料が好ましい。
【００３４】
具体的に透明基板の材料としては、石英やガラスなどの透明無機材料や、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフッ化ビニリデン、アセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、アラミド類、ポリイミド類、ポリスチレン類、ポリアリレート類、ポリスルホン類、ポリオレフィン類などの透明プラスチックが用いられる。透明基板の厚さは特に制限されず、光の透過率や、光電変換素子１０内外を遮断する性能を勘案して、適宜選択することができる。
【００３５】
透明導電膜付ガラス１１を構成する透明電極としては透明導電層が用いられる。この透明導電層は、シート抵抗が小さいほど好ましい。透明導電層を形成する材料は、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）、フッ素がドープされた酸化スズ（ＩＶ）ＳｎＯ2（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＩＶ）ＳｎＯ2、酸化亜鉛（ＩＩ）ＺｎＯ、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ）などが用いられる。ただし、透明導電層を形成する材料は、これらに限定されるものではなく、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３６】
透明導電膜付ガラス１５を構成する基板の材料としては、不透明なガラス以外に、プラスチック、セラミック、金属などを用いてもよいし、透明材料、例えば透明なガラスやプラスチックなどを用いてもよい。また透明導電膜付ガラス１５を構成する透明導電層としては、透明導電膜付ガラス１１の透明電極に用いた透明導電層と同様なものを用いることができる。
【００３７】
対極１４の材料としては、導電性物質であれば任意のものを用いることができるが、絶縁性材料の電解液１３に面している側に導電層が形成されていれば、これも用いることが可能である。対極１４の材料としては、電気化学的に安定な材料を用いることが好ましく、具体的には、白金、金、カーボン、および導電性ポリマーなどを用いることが望ましい。
【００３８】
また、対極１４での還元反応に対する触媒作用を向上させるために、電解液１３に接している対極１４の表面には、微細構造が形成され、実表面積が増大するように形成されていることが好ましく、例えば、白金であれば白金黒の状態に、カーボンであれば多孔質カーボンの状態に形成されていることが好ましい。白金黒は、白金の陽極酸化法や塩化白金酸処理などによって、また多孔質カーボンは、カーボン微粒子の焼結や有機ポリマーの焼成などの方法によって形成することができる。
【００３９】
［光電変換素子の動作］
次に、この光電変換素子の動作について説明する。光電変換素子１０に光が入射すると、対極１４を正極、透明導電膜付ガラス１１の導電層を負極とする電池として動作する。その原理は次の通りである。なお、ここでは、透明導電膜付ガラス１１の導電層の材料としてＦＴＯを用い、色素極１２の材料としてＴｉＯ2を用い、レドックス対としてＩ-／Ｉ3-の酸化還元種を用いることを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００４０】
透明導電膜付ガラス１１の導電層および色素極１２を透過してきた光子を色素極１２に結合した光増感色素が吸収すると、光増感色素中の電子が基底状態から励起状態へ励起される。励起状態の電子は、色素極１２の伝導帯に引き出され、色素極１２を通って透明導電膜付ガラス１１の導電層に到達する。
【００４１】
一方、電子を失った色素極１２は、電解質層７中の還元剤、例えばＩ-から下記の反応によって電子を受け取り、電解質層７中に酸化剤、例えばＩ3-（Ｉ2とＩ-との結合体）を生成する。
２Ｉ-→  Ｉ2＋  ２ｅ-
Ｉ2＋  Ｉ-→  Ｉ3-
こうして生成された酸化剤は拡散によって対極１４に到達し、上記の反応の逆反応によって対極１４から電子を受け取り、もとの還元剤に還元される。
Ｉ3-→  Ｉ2  ＋  Ｉ-
Ｉ2＋  ２ｅ-→  ２Ｉ-
【００４２】
透明導電膜付ガラス１１の導電層から外部回路へ送り出された電子は、外部回路で電気的仕事をした後、対極１４に戻る。このようにして、光増感色素にも電解液１３にも何の変化も残さず、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【００４３】
［水分除去機能を有する光電変換素子の構成について］
上記したように光電変換素子１０は構成される。光電変換素子１０は、上記したように、図示されていない封止材（図示せず）で封止されている。封止されることにより、光電変換素子１０内に水分が入り込まないように構成されているが、完全に光電変換素子１０内に侵入する水分を防ぐことができない。光電変換素子１０内に水分が侵入すると、色素極１２がアタックされ、特性が劣化してしまう可能性がある。
【００４４】
以下に示す光電変換素子は、光電変換素子１０内に侵入してしまった水分を除去できる構成となるため、特性が劣化してしまうことを防ぐことができる。図２は、水分除去機能を有する光電変換素子の構成を示す図である。図２に示した光電変換素子１００の基本的な構成は、図１に示した光電変換素子１０と同様であり、同様の構成については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４５】
図２に示した光電変換素子１００は、電解液１３内に、吸湿多孔質膜１０１を含む構成とされている。吸湿多孔質膜１０１は、水分を吸湿する機能を有する膜である。吸湿多孔質膜１０１は、電解液成分を取り込むことなく、水だけを選択的に捕らえるような性質を有する材料で構成されることが好ましい。吸湿多孔質膜１０１は、例えば、セルロース、ゼオライト、モレキュラーシーブ、シリカゲル、活性炭などから構成される膜である。吸湿多孔質膜１０１を構成する吸湿剤は、１つの種類とは限らず、複数の種類で構成されても良い。またここでは、膜との記載をしたが、層でも良く、多層でも良い。
【００４６】
すなわち、光電変換素子１００は、透明導電膜付ガラス１１上に形成された電極と、透明導電膜付ガラス１５上に形成された電極（色素極１２と対極１４）との間に電解液が充填されるとともに、膜または層で構成された吸湿性能を有する物体が挟まれた構成とされる。
【００４７】
これらの材料のうち、例えばセルロースは、作製するのが容易であり、電極間の短絡を防止できるため、吸湿多孔質膜１０１として脱水処理した吸湿性セパレータ（セルロース）を用いることができる。またモレキュラーシーブは、細孔の大きさを選択することで、所定の成分のみを選択的に捕らえるようにすることができ、所定の成分を水とすることで、吸湿多孔質膜１０１に用いることができる。
【００４８】
図２に示した光電変換素子１００では、吸湿多孔質膜１０１の上下に、電解液１３が配置されている構成とされているが、説明のためにこのように図示したのであり、実際の構成は、必ずしも、電解液１３が吸湿多孔質膜１０１の上下に配置される構成とする必要性はない。例えば、図３に示したように、色素極１２と対極１４のそれぞれと吸湿多孔質膜１０１が接し、色素極１２と対極１４の間に吸湿多孔質膜１０１が挟まれる位置に配置される構成としても良い。吸湿多孔質膜１０１には、電解液１３が満たされているため、図３では、図示していないが、吸湿多孔質膜１０１と電解液１３は、同一の位置に配置された構成とされている。
【００４９】
図４Ａに示すように、光電変換素子１００を上方からみたときに、吸湿多孔質膜１０１の面積を、色素極１２や対極１４と同一の面積として、吸湿多孔質膜１０１が、光電変換素子１００内に配置されるようにしても良い。また、図４Ｂに示すように、色素極１２や対極１４の面積より小さい、一部分に吸湿多孔質膜１０１が配置されるようにしても良い。図４Ｂに示した例では、色素極１２の縁部分（内周部分）に周回するように吸湿多孔質膜１０１が配置されている。また吸湿多孔質膜１０１は、格子状に配置されたりしても良く、その形状や大きさに限定はない。
【００５０】
しかしながら、電解液１３の機能を低下させることがない位置、大きさ、形状で光電変換素子１００内に吸湿多孔質膜１０１は配置される。
【００５１】
このように、光電変換素子１００内に、水分を吸湿する吸湿多孔質膜１０１を配置することで、光電変換素子１００内に、仮に水分が侵入してしまっても、吸湿多孔質膜１０１で吸湿されるため、色素極１２が水分にアタックされ、劣化してしまうといったようなことを防ぐことが可能となる。
【００５２】
また、吸湿剤を光電変換素子１００の外部に備えるような構成と異なり、吸湿剤を、光電変換素子１００内に含ませるため、例えば、光電変換素子１００を内包する外部容器内に吸湿剤を配置するためのスペースを設ける必要がなくなり、光電変換素子１００だけを内包する外部容器とすることができるため、小型化をはかることが可能となる。もって、少ない設置スペースでも多くの光電変換素子１００を配置できるようになり、発電量を向上させることが可能となる。
【００５３】
このようなことを実証する実験を本出願人は行い、その結果を、以下に説明する。実験では、図１に示した光電変換素子１０と図２に示した光電変換素子１００とを比較した。吸湿多孔質膜１０１として、脱水処理したセルロースセパレータを用いた。また初期活性化後の光電変換素子１０と光電変換素子１００をそれぞれ、８５℃の温度、８５％の相対湿度の恒温恒湿槽内に４００時間保持し、発電特性を測定した。
【００５４】
測定の結果を劣化率で示す。劣化率は、以下の式で算出される。
劣化率（％）＝｛１−（劣化後の発電変換効率÷劣化前の発電交換効率）｝×１００
“劣化後の発電変換効率”とは、恒温恒湿槽内に４００時間保持された後の光電変換素子１０（光電変換素子１００）の発電交換効率のことであり、“劣化前の発電変換効率”とは、恒温恒湿槽内に入れる前の初期活性化後の光電変換素子１０（光電変換素子１００）の発電交換効率のことである。
【００５５】
図１に示した光電変換素子１０の劣化率は、２７％であり、図２に示した光電変換素子１００の劣化率は、２３％との実験結果が得られた。劣化率の数値は小さいほど、劣化が少ないことを示す。よって、このような実験結果から、吸湿多孔質膜１０１を備える光電変換素子１００の方が、吸湿多孔質膜１０１を備えない光電変換素子１０よりも劣化しないことが確認できた。
【００５６】
なお、この実験結果は、上記したように、８０℃という比較的高温の容器内に設置したときの結果であるため、熱による劣化も含まれる結果であると考えられる。熱による劣化は、吸湿多孔質膜１０１を備える光電変換素子１００と備えない光電変換素子１０とで同じである（大差はない）と考えられる。よって、熱による劣化を考慮すると、さらに、吸湿多孔質膜１０１を備える光電変換素子１００の方が、吸湿多孔質膜１０１を備えない光電変換素子１０よりも劣化しないことが実証された実験結果であるといえる。
【００５７】
例えば、熱による劣化が、２０％であるとした場合、その熱による劣化率を減算した７％と３％とが比較対象となる。すなわち、図１に示した光電変換素子１０が水による影響で７％劣化したのに対して、図２に示した光電変換素子１００は水による影響で３％だけ劣化しただけであることがわかる。このように、吸湿多孔質膜１０１を光電変換素子内部に備えるような構成とすることで、光電変換素子の劣化を防ぐことが可能となる。
【００５８】
なお、この実験結果は一例であり、吸湿多孔質膜１０１の材質、量、形状などを適切に設計することで、さらに劣化を防ぐことが可能となる。
【００５９】
［水分除去機能を有する光電変換素子の他の構成について］
図５は、水分除去機能を有する光電変換素子の他の構成を示す図である。図５に示した光電変換素子２００の基本的な構成は、図１または図２に示した光電変換素子１０（１００）と同様であり、同様の構成については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６０】
図５に示した光電変換素子２００は、図１に示した光電変換素子１０と比較して、電解液１３が、吸湿剤を含む吸湿剤分散電解液２０１とされた構成とされている。吸湿剤分散電解液２０１は、固体（粉末）または液体の吸湿剤が分散して混ぜ込まれている電解液であり、吸湿剤が拡散された状態の電解液である。すなわち、光電変換素子２００は、吸湿性能を有する物体が、透明導電膜付ガラス１１上に形成された電極と、透明導電膜付ガラス１５上に形成された電極（色素極１２と対極１４）との間の電解液に分散され、そのような電解液が充填された構成にされている。
【００６１】
この吸湿剤分散電解液２０１に混ぜ込まれる吸湿剤としては、図２に示した光電変換素子１００の吸湿多孔質膜１０１と同じく、電解液成分を取り込むことなく、水だけを選択的に捕らえるような性質を有する物が用いられる。具体的には、例えば、セルロース、ゼオライト、モレキュラーシーブ、シリカゲル、活性炭などである。吸湿剤分散電解液２０１に含まれる吸湿剤は、１種類であっても良いし、複数の種類であっても良い。
【００６２】
このように、電解液に、吸湿剤を溶かすようにしても、その溶け込んだ吸湿剤が、光電変換素子２００内に侵入してきた水分を吸湿するので、色素極１２が水分にアタックされ、劣化するようなことを防ぐことが可能となり、光電変換素子２００の劣化を防ぐことが可能となる。
【００６３】
また、吸湿剤を光電変換素子２００の外部に備えるような構成と異なり、吸湿剤を、光電変換素子２００内に含ませるため、例えば、光電変換素子２００を内包する外部容器内に吸湿剤を配置するためのスペースを設ける必要がなくなり、光電変換素子２００だけを内包する外部容器とすることができるため、小型化をはかることが可能となる。もって、少ない設置スペースでも多くの光電変換素子２００を配置できるようになり、発電量を向上させることが可能となる。
【００６４】
［水分除去機能を有する光電変換素子のさらに他の構成について］
水分除去機能を有する光電変換素子のさらに他の構成について説明する。光電変換素子のさらに他の構成として、電解液自体を、電解液の機能を有するとともに、吸湿の機能も有する電解液にする構成としても良い。例えば、電解液に、所定の割合で添加することで、電解液を不燃性にすることができる難燃剤などの中には、不燃性にする効果以外に、水分を吸着する効果を期待できる物もあり、そのような物を電解液１３の代わりに用いるようにしても良い。
【００６５】
すなわち、電解液１３自体が、吸湿性能を有し、そのような吸湿性能を有する物体として、透明導電膜付ガラス１１上に形成された電極と、透明導電膜付ガラス１５上に形成された電極（色素極１２と対極１４）との間に電解液として充填される構成に、光電変換素子の構成がされるようにしても良い。
【００６６】
このように、電極間に充填されている電解液に、固体（膜や層）の吸湿剤を含ませたり、固体や液体の吸湿剤を混ぜ込んだり、または電解液自体が吸湿剤としても機能するような電解液を用いたりすることで、水分による劣化を防ぐことができる光電変換素子を構成することが可能となる。また、無駄なスペースを削減した光電変換素子を作製することが可能となる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態においては、光電変換素子として、色素増感光電変換素子の構成を例に挙げて説明したが、色素増感光電変換素子以外の光電変換素子に対しても適用できる。
【００６８】
［第１の実施の形態について］
光電変換素子は、外部からの埃や水分による影響を軽減するなどの目的のために、外部容器に入れられて保護される状態で所定の場所に設置される。上記した、例えば、図２に示したような光電変換素子１００の構成とすることで、光電変換素子１００内に侵入した水分を捕らえ、色素極１２がアタックされるようなことを防ぐことが可能となる。しかしながら、光電変換素子１００自体に水分が入らないように、光電変換素子１００を内包する外部容器自体を構成することで、さらに、光電変換素子１００を劣化させる原因となる水分の侵入を防ぐようにする。そのような外部容器について説明を加える。
【００６９】
図６は、本発明を適用した乾燥装置を外部容器として含むシステムの一実施の形態の構成を示す図である。図７に示したシステムは、光電変換素子３０１、吸湿剤３０２、外部容器３０３、センサー３０４、センサー３０５、シャッター３０６、および制御部３２０を含む構成とされている。
【００７０】
光電変換素子３０１は、図１に示した光電変換素子１０、図２（図３）に示した光電変換素子１００、または図５に示した光電変換素子２００のいずれか、または組み合わされた光電変換素子である。なお、後述するように、本発明を適用した乾燥装置を外部容器として含むシステムにおいては、光電変換素子３０１に侵入する可能性のある水分を除去する構成とされているため、光電変換素子３０１自体に侵入する水分を少なくすることが可能である。よって、光電変換素子３０１自体に吸湿機能がなくても、光電変換素子３０１が水分により劣化してしまうことを防ぐことができるが、光電変換素子３０１自体に吸湿機能をもたせれば、さらに水分により劣化してしまうことを防ぐことができるようになる。
【００７１】
光電変換素子３０１の外周部分であり、外部容器３０３の内周部分には、吸湿剤３０２が設置されている。吸湿剤３０２としては、吸湿多孔質膜１０１や吸湿剤分散電解液２０１に用いられる吸湿剤を用いることができる。吸湿剤３０２は、水分を捕らえる機能を有していることは勿論であるが、乾燥した空気に触れたときに、捕らえている水分を離す機能を有し、再生する機能を有していることが好ましい。
【００７２】
光電変換素子３０１と外部容器３０３との間に、吸湿剤３０２が設置され、その吸湿剤３０２の一部分に、センサー３０４が設置されている。図６においては、外部容器３０３の内側の側面にセンサー３０４が備えられているが、その設置位置は、光電変換素子３０１と外部容器３０３の間、すなわち、吸湿剤３０２が設置されている部分とされる。センサー３０４は、吸湿剤３０２（吸湿剤３０２が設置されている空間）の湿度、または温度を測るセンサーで構成される。
【００７３】
外部容器３０３の外側の側面には、センサー３０５が設置されている。センサー３０５は、外部容器３０３の外側の湿度や温度を測るセンサーであり、外気の湿度や温度が測れる位置であれば、その設置位置は外部容器３０３のどこでも良い。センサー３０５は、外部容器３０３の側面に限らず、外部容器３０３と離れた位置に設置されても良い。
【００７４】
シャッター３０６は、外部容器３０３の側面に設けられている。シャッター３０６が閉められている状態では、外部容器３０３内の気密性が保たれ、シャッター３０６が開いた状態では、外部容器３０３内に外気が入り込むように構成されている。シャッター３０６は、外気を取り込むことで、吸湿剤３０２を乾燥させるときに、開けられるように構成されている。シャッター３０６自体の構成は、図６中、左右方向にスライドすることで開閉が行われる構成とされている、または上下方向にスライドすることで開閉が行われる構成とされている。また、シャッター３０６の構成は、スライド以外の方法で開閉される構成とされていても良く、上記したように、閉められた状態のときに気密性が保たれ、開かれた状態のときに外気が導入できるように構成されていれば良い。
【００７５】
図６には、外部容器３０３にシャッター３０６が１つだけ備えられた構成を示したが、吸気用のシャッターと排気用のシャッターの２つが備えられる構成としても良い。また、２以外のシャッターの数でも勿論よい。
【００７６】
センサー３０４、センサー３０５、シャッター３０６は、それぞれコンピュータなどで構成される制御部３２０に接続されている。制御部３２０において、以下に説明する処理が実行されることにより、センサー３０４とセンサー３０５からの湿度または温度の情報が取得され、処理され、その取得された情報によりシャッター３０６の開閉が制御される。制御部３２０は、光電変換素子３０１の発電量などを測定し、ユーザに知らせる機能を有する装置と共用することができる。
【００７７】
また、シャッター３０６の開閉を行う動力部、例えば、モーターなども、シャッター３０６の構成によっては必要となるが、その動力部（不図示）への電力は、制御部３２０から供給される。この電力は、シャッター３０６の開閉時に必要であるが、大きな電力は必要がなく、例えば、光電変換素子３０１により発電された電力を用いることも可能である。
【００７８】
図７のフローチャートを参照し、制御部３２０のシャッター３０６の開閉に係わる処理について説明を加える。前提として、制御部３２０は、常に、または所定の間隔でセンサー３０４とセンサー３０５から湿度または温度の情報を取得している。以下の説明においては、センサー３０４とセンサー３０５は、湿度を測定するセンサーであるとして説明を続けるが、温度を測定するセンサーであっても、基本的な処理は同様である。
【００７９】
ステップＳ１１において、湿度の差が閾値以上になったか否かが判断される。制御部３２０は、センサー３０４から取得した湿度の情報（第１の湿度とする）と、センサー３０５から取得した湿度の情報（第２の湿度とする）との差分を算出し、その差分値が、所定の閾値以上になったか否かを判断する。ここでは、第１の湿度＞第２の湿度であることが条件とされるため、第１の湿度から第２の湿度が減算されることで、差分が算出される。これは、外部容器３０３内の湿度が、外部容器３０３外の湿度よりも高くなったときに、湿度の低い外気を外部容器３０３内に流れ込ませることで、吸湿剤３０２を再生させるためである。
【００８０】
ステップＳ１１において、湿度の差が閾値以上になったと判断されるまで、ステップＳ１１の判断が繰り返される。そして、ステップＳ１１において、湿度の差が閾値以上になったと判断された場合、ステップＳ１２に処理が進められる。ステップＳ１２において、シャッター３０６が開かれる。シャッター３０６が開かれることで、湿度の低い空気が流れ込み、吸湿剤３０２が乾燥され、吸湿剤３０２の再生が促される。よって、吸湿剤３０２の再生を期待できる湿度の差が、ステップＳ１１における判断で用いられる閾値に設定される。
【００８１】
ステップＳ１３において、湿度の差が閾値以下になったか否かが判断される。湿度の低い外気が外部容器３０３内に流れ込むことで、吸湿剤３０２が、捕らえている水分を放出すると、吸湿剤３０２が設置されている空間の湿度が徐々に低下することになる。換言すれば、センサー３０４で測定される湿度が徐々に低下することになる。その結果、センサー３０５で測定される湿度との差分が、所定の値以下になった場合、外気を流れ込ませても、吸湿剤３０２の再生を促すことができないため、シャッター３０６が閉じられる。よって、吸湿剤３０２の再生を期待できない湿度の差が、ステップＳ１３における判断で用いられる閾値に設定されればよい。
【００８２】
このような制御を行うために、ステップＳ１３において、湿度の差が閾値以下になったか否かが判断され、閾値以下になったと判断されるまで、シャッター３０６が開放された状態が維持される。そして、ステップＳ１３において、湿度の差が閾値以下になったと判断された場合、ステップＳ１４に処理が進められ、シャッター３０６が閉められる。
【００８３】
このように、外部容器３０３の外側の湿度が、内側の湿度より低いときに、その低い湿度の空気で、吸湿剤３０２を再生させ、外部容器３０３の内側の湿度が、外側の湿度より低いときには、外から湿度や埃などが入らないようにシャッター３０６の開閉が制御される。このようにシャッター３０６が制御されることで、吸湿剤３０２が再生されるため、吸湿剤３０２の性能が劣化するようなことを防ぎ、光電変換素子３０１内に水分が侵入し、光電変換素子３０１が劣化してしまうようなことを防ぐことが可能となる。
【００８４】
上述した実施の形態においては、センサー３０４とセンサー３０５の２つのセンサーを備える場合を例に挙げて説明したが、センサー３０４のみを備える構成としても良い。２つのセンサーを備える方が、より細かく適切にシャッター３０６の開閉の制御を行えるが、１つのセンサーであっても、例えば、所定の湿度以上になった場合に、シャッター３０６を開け、所定の湿度以下になった場合に、開けてあるシャッター３０６を閉めるといった制御を行うことが可能であり、そのような制御が行われることで、吸湿剤３０２の再生を促すことができ、そのように外部容器３０３を構成することも可能である。
【００８５】
上記した実施の形態においては、湿度を用いてシャッター３０６を制御するようにしたが、温度を用いてシャッター３０６を制御するようにしても良い。同じ湿度(%)でも、温度が高いほど空気中の水蒸気量は多いことを利用し、温度の差から、シャッター３０６の開閉が制御されるようにしても良い。例えば、センサー３０４とセンサー３０５を温度センサーにし、センサー３０４とセンサー３０５のそれぞれで測定された温度の差が、吸湿剤３０２の再生を促すのに適した温度差になったときに、シャッター３０６を開け、吸湿剤３０２の再生を促すのに適していない温度差になったときに、シャッター３０６を閉めるといった制御が行われるようにしても良い。
【００８６】
［第２の実施の形態について］
次に、本発明を適用した乾燥装置を外部容器として含むシステムの他の実施の形態について説明する。図８に示した本発明を適用した乾燥装置を外部容器として含むシステムは、光電変換素子４０１、吸湿剤４０２、外部容器４０３、センサー４０４、シャッター４０５、外部容器４０６、センサー４０７、シャッター４０８、および制御部４２０から構成されている。
【００８７】
図８に示したシステムは、図５に示したシステムと比較し、外部容器が２重構造とされている点が異なる。すなわち、図８に示したシステムは、外部容器４０３と外部容器４０６を備えている点が、図５に示したシステムと異なる。以下の説明においては、図５に示したシステムと異なる点について説明を加え、同一の部分に関しては適宜説明を省略する。
【００８８】
光電変換素子４０１は、図１に示した光電変換素子１０、図２（図３）に示した光電変換素子１００、または図５に示した光電変換素子２００のいずれか、または組み合わされた光電変換素子である。光電変換素子４０１の外周部分であり、外部容器４０３の内周部分には、吸湿剤４０２が設置されている。吸湿剤４０２としては、吸湿多孔質膜１０１や吸湿剤分散電解液２０１に用いられる吸湿剤を用いることができる。
【００８９】
光電変換素子４０１と外部容器４０３との間に、吸湿剤４０２が設置され、その吸湿剤４０２の一部分に、センサー４０４が設置されている。外部容器４０３の外側の側面にセンサー４０４が備えられている。またそのセンサー４０４は、外部容器４０６の内側に備えられている。すなわち、センサー４０４は、外部容器４０３と外部容器４０６とで作り出される空間内に設置され、その空間の湿度または温度を測定するセンサーとされている。ここでは、センサー４０４は、湿度を測定するセンサーであるとする。センサー４０７も同様に、湿度を測定するセンサーであるとして説明を続ける。
【００９０】
センサー４０４は、外部容器４０３と外部容器４０６との間の空間内であり、その空間の湿度が測定できる位置であれば、どのような位置に設置されても良い。
【００９１】
シャッター４０５は、外部容器４０３の側面に設けられている。シャッター４０５が閉められている状態では、外部容器４０３内の気密性が保たれ、シャッター４０５が開いた状態では、外部容器４０３内に外気が入り込むように構成されている。この場合の外気は、外部容器４０３と外部容器４０６との間にある空気のことであり、この空気は、後述するようにシャッター４０８が開けられたときに、外部容器４０６内に取り込まれた空気である。シャッター４０５は、外気を取り込むことで、吸湿剤４０２を乾燥させるときに、開けられるように構成されている。
【００９２】
外部容器４０６の側面には、シャッター４０８が備えられている。シャッター４０８が閉められている状態では、外部容器４０６内の気密性が保たれ、シャッター４０８が開いた状態では、外部容器４０６内に外気が入り込むように構成されている。
【００９３】
外部容器４０６の外側の側面には、センサー４０７が設置されている。センサー４０７は、外部容器４０６の外側の湿度を測るセンサーであり、外気の湿度が測れる位置であれば、その設置位置は外部容器４０６のどこでも良い。センサー４０７は、外部容器４０６の側面に限らず、外部容器４０６と離れた位置に設置されても良い。
【００９４】
センサー４０４、シャッター４０５、センサー４０７、シャッター４０８は、それぞれコンピュータなどで構成される制御部４２０に接続されている。
【００９５】
図９のフローチャートを参照し、制御部４２０のシャッター４０５とシャッター４０８の開閉に係わる処理について説明を加える。前提として、制御部４２０は、常に、または所定の間隔でセンサー４０４とセンサー４０７から湿度の情報を取得している。また、通常の状態（初期状態）のときには、シャッター４０５は開けられ、シャッター４０８は閉じられている状態であるとする。
【００９６】
シャッター４０５が空いていることで、外部容器４０３と外部容器４０６との間に設けられた空間（空間Ａとする）と、吸湿剤４０２が設置されている空間（空間Ｂとする）との間で、空気が行き来することができる状態となる。そのような状態のとき、センサー４０４は、空間Ａの湿度を測定しているが、その湿度は、空間Ｂの湿度とほぼ同一になる。また、このとき、シャッター４０８は、閉じられた状態であるので、空間Ａと空間Ｂは、外気が入り込まない状態で、密閉された状態である。
【００９７】
ステップＳ３１において、湿度の差が閾値以上になったか否かが判断される。制御部４２０は、センサー４０４から取得した湿度の情報（第１の湿度とする）と、センサー４０７から取得した湿度の情報（第２の湿度とする）との差分を算出し、その差分値が、所定の閾値以上になったか否かを判断する。ここでは、第１の湿度＞第２の湿度であることが条件とされるため、第１の湿度から第２の湿度が減算されることで、差分が算出される。これは、外部容器４０３内の湿度（空間Ｂ内の湿度）が、外部容器４０６外の湿度よりも高くなったときに、湿度の低い外気を外部容器４０６内の空間Ｂに流れ込ませることで、吸湿剤４０２を再生させるためである。
【００９８】
ステップＳ３１において、湿度の差が閾値以上になったと判断されるまで、ステップＳ３１の判断が繰り返される。そして、ステップＳ３１において、湿度の差が閾値以上になったと判断された場合、ステップＳ３２に処理が進められる。ステップＳ３２において、内側のシャッターを閉め、外側のシャッターが開けられる。内側のシャッターは、シャッター４０５であり、外側のシャッターは、シャッター４０８である。よって、シャッター４０５が開けられていた状態から閉じられ、シャッター４０８が閉められた状態から開けられる。
【００９９】
シャッター４０８が開かれることで、外部容器４０６内（空間Ａ内）に、湿度の低い空気が流れ込み、空間Ａ内にあった湿度の高い空気が出て行くことになる。また、シャッター４０５が閉められている状態なので、直接的に外気が吸湿剤４０２に触れることがないため、吸湿剤４０２に埃が付着するといったようなことを防ぐことが可能となる。このように、シャッター４０５が閉められ、シャッター４０８が開けられた状態のときには、外部容器４０３と外部容器４０６との間の空間Ａの空気が入れ換えられる。
【０１００】
ステップＳ３３において、湿度の差が閾値以下になったか否かが判断される。湿度の低い外気が外部容器４０６内に流れ込むことで、空間Ａ内の空気が入れ換えられ、空間Ａ内の湿度が徐々に低下することになる。換言すれば、センサー４０４で測定される湿度が徐々に低下することになる。その結果、センサー４０７で測定される湿度との差分が、所定の値以下になった場合、空気の入れ換えが十分に行われたことになるため、シャッター４０８が閉じられる。
【０１０１】
このような制御を行うために、ステップＳ３３において、湿度の差が閾値以下になったか否かが判断され、閾値以下になったと判断されるまで、シャッター４０５が閉じられ、シャッター４０８が開放された状態が維持される。そして、ステップＳ３３において、湿度の差が閾値以下になったと判断された場合、ステップＳ３４に処理が進められ、内側のシャッター（シャッター４０５）が開けられ、外側のシャッター（シャッター４０８）が閉じられる。
【０１０２】
シャッター４０５が開けられ、シャッター４０８が閉じられることで、吸湿剤４０２が設置されている空間Ｂ内に、空間Ａ内の比較的乾いた空気が流れ込むことになる。そのような空気に吸湿剤４０２が触れることで、吸湿剤４０２が捕らえている水分を放出すると、空間Ａ内と空間Ｂ内の湿度が上がることになる。空間Ａ内の湿度が上がることで、ステップＳ３１において、湿度の差が閾値以上になったと判断されることになり、上記した処理が繰り返されることになる。
【０１０３】
このように、外部容器４０６の外側の湿度が、内側の湿度より低いときに、その低い湿度の空気を取り込み、取り込み後、吸湿剤４０２を再生させ、比較的乾いた空気を外から取り込むとき、埃などが入らないようにシャッター４０５とシャッター４０８の開閉が制御される。このようにシャッター４０５とシャッター４０８が制御されることで、吸湿剤４０２が再生されるため、吸湿剤４０２の性能が劣化するようなことを防ぎ、光電変換素子４０１内に水分が侵入し、光電変換素子４０１が劣化してしまうようなことを防ぐことが可能となる。
【０１０４】
なお、ステップＳ３２とステップＳ３４において、シャッター４０５とシャッター４０８の開閉の制御が行われるが、同じタイミングでシャッター４０５とシャッター４０８の開閉が行われるのではなく、異なるタイミングで行われるようにしても良い。例えば、シャッター４０５が閉められ、所定の時間が経過した後、シャッター４０８が開けられるように制御されるようにしても良い。このように、外部容器を２重構造とし、それぞれの外部容器にシャッターを設けることで、シャッターの開閉の制御を細かく行い、埃などが入らないようにした状態で、吸湿剤４０２の再生を行うことが可能となる。
【０１０５】
上述した実施の形態においては、センサー４０４とセンサー４０７の２つのセンサーを備える場合を例に挙げて説明したが、センサー４０４のみを備える構成としても良い。２つのセンサーを備える方が、より細かく適切にシャッター４０５とシャッター４０８の開閉の制御を行えるが、１つのセンサーであっても、例えば、所定の湿度以上になった場合に、シャッター４０５を閉じ、シャッター４０８を開け、所定の湿度以下になった場合に、閉じてあるシャッター４０５を開け、開けてあるシャッター４０８を閉めるといった制御を行うことが可能であり、そのような制御が行われることで、吸湿剤４０２の再生を促すことができ、そのように外部容器３０３を構成することも可能である。
【０１０６】
上記した実施の形態においては、湿度を用いてシャッター４０５，４０８を制御するようにしたが、温度を用いて制御するようにしても良い。例えば、温度の差から、シャッター４０５，４０８の開閉が制御されるようにしても良い。例えば、センサー４０４とセンサー４０７を温度センサーにし、センサー４０４とセンサー４０７のそれぞれで測定された温度の差が、吸湿剤４０２の再生を促すのに適した温度差になったときに、シャッター４０８を開け、吸湿剤４０２の再生を促すのに適していない温度差になったときに、シャッター４０８を閉めるといった制御が行われるようにしても良い。
【０１０７】
また、光電変換素子４０１は、例えば、太陽光が当たるところに設置されるため、またシャッター４０８が閉じられた状態のときは、外部容器４０６内は密閉状態となるため、外部容器４０６内の空間Ａ（空間Ｂ）は、温度が上がりやすい状態である。吸湿剤は、温度が高いと捕らえている水分を放出しやすくなる性質のものもある。よって、従来、吸湿剤をヒーターで温めることで吸湿剤を再生することが行われていた。このようなことを考慮し、空間Ｂ内の温度が上昇し、センサー４０４で測定される温度が所定の温度以上になったときには、吸湿剤４０２で水分が放出されやすい状態になっており、空間Ｂ内の湿度が上昇していると判断し、シャッター４０８が開けられ、水分を含む暖かい空気が外に放出されるようにしても良い。
【０１０８】
このようなことを効率良く行うための実施の形態について次に説明する。
【０１０９】
［第３の実施の形態について］
次に、本発明を適用した乾燥装置を外部容器として含むシステムのさらに他の実施の形態について説明する。図１０に示した本発明を適用した乾燥装置を外部容器として含むシステムは、光電変換素子５０１、吸湿剤５０２、外部容器５０３、センサー５０４、シャッター５０５、外部容器５０６、センサー５０７、シャッター５０８、シャッター５０９、熱吸収部５１０、および制御部５２０から構成されている。
【０１１０】
図１０に示したシステムは、図８に示したシステムに、シャッター５０９と熱吸収部５１０が追加された構成とされている。以下の説明においては、図８に示したシステムと異なる点について説明を加え、同一の部分に関しては適宜説明を省略する。
【０１１１】
図１０に示した外部容器５０６は、図８に示した外部容器４０６と比較して、大きく構成されており、そのために、外部容器５０６と外部容器５０３との間で作られる空間Ａの容量が大きな容量とされた構成とされている。この空間Ａが、熱吸収部５１０とされる。熱吸収部５１０は、太陽光により、その空間にある空気が加熱され、比較的高い温度の空気となるようにするために設けられた空間である。熱吸収部５１０により太陽光からの熱が吸収され、空気が温められることにより高温になった空気は、シャッター５０５が空いているときには、吸湿剤５０２に供給される。
【０１１２】
高温の空気が、吸湿剤５０２に供給されることにより、吸湿剤５０２が温められ、捕らえている水分を放出しやすい状態となり、吸湿剤５０２の再生を促すことができる。このようなことは、吸湿剤５０２をヒーターで温め、吸湿剤５０２の再生を促す場合と同等のことである。しかしながら、図１０に示したシステムによれば、ヒーターを用いずに実現できるため、ヒーターを加熱するための電力を必要とせず、ヒーター自体を設置するのにかかるコストを削減することができる。
【０１１３】
外部容器５０６には、シャッター５０８とシャッター５０９が側面に備えられている。一方のシャッターは、吸気用として機能し、他方のシャッターは、排気用として機能する。例えば、図１１に示したように、外部容器５０６を傾けて設置する場合を考えると、吸気用のシャッターは、シャッター５０９となり、排気用のシャッターは、シャッター５０８となる。
【０１１４】
図１１に示した外部容器５０６は、シャッター５０９が備えられている面が下側にされ、シャッター５０８が備えられている面が上側にされている。暖かい空気は、下側から上側に上昇する。このことを利用し、シャッター５０９が備えられている面、すなわち、熱吸収部５１０を下側にし、熱吸収部５１０で温められた空気が、上昇し、排気用のシャッター５０８から効率良く排気されるとともに、吸気用のシャッター５０９から効率良く吸気されるような構成にされ、設置される。
【０１１５】
このような構成を有するシステムにおいては、シャッター５０５が開けられ、シャッター５０８とシャッター５０９が閉じられている状態のときに、熱吸収部５１０の空間の空気が温められ、シャッター５０５を介して吸湿剤５０２に供給される。吸湿剤５０２が加熱させることになり、吸湿剤５０２から水分が放出されると、熱吸収部５１０内の空気の湿度も上昇する。そのような湿度の変化をセンサー５０４が感知すると、シャッター５０５が閉じられ、シャッター５０８とシャッター５０９が開けられる。
【０１１６】
シャッター５０８とシャッター５０９が開けられることで、効率良く、熱吸収部５１０内の空気が入れ換えられる。空気が入れ換えられることで、熱吸収部５１０内の空気の湿度が下がると、センサー５０４がそのような湿度の変化を感知し、シャッター５０５が開けられ、シャッター５０８とシャッター５０９が閉じられる。
【０１１７】
このように、熱吸収部５１０内の空気が温められ、その空気により吸湿剤５０２が再生されるとともに、熱吸収部５１０内の空気が効率良く交換される。
【０１１８】
図９のフローチャートを参照し、制御部５２０のシャッター５０５、シャッター５０８、およびシャッター５０９の開閉に係わる処理について説明を加える。前提として、制御部５２０は、常に、または所定の間隔でセンサー５０４とセンサー５０７から湿度の情報を取得している。また、通常の状態（初期状態）のときには、シャッター５０５は開けられ、シャッター５０８とシャッター５０９は閉じられている状態であるとする。
【０１１９】
シャッター５０５が空いていることで、外部容器５０３と外部容器５０６との間に設けられた熱吸収部５１０と、吸湿剤５０２が設置されている空間（空間Ｂとする）との間で、空気が行き来することができる状態となる。そのような状態のとき、センサー５０４は、熱吸収部５１０の湿度を測定しているが、その湿度は、空間Ｂの湿度とほぼ同一になる。
【０１２０】
ステップＳ５１において、湿度の差が閾値以上になったか否かが判断される。制御部５２０は、センサー５０４から取得した湿度の情報（第１の湿度とする）と、センサー５０７から取得した湿度の情報（第２の湿度とする）との差分を算出し、その差分値が、所定の閾値以上になったか否かを判断する。ここでは、第１の湿度＞第２の湿度であることが条件とされるため、第１の湿度から第２の湿度が減算されることで、差分が算出される。これは、外部容器５０３内の湿度（空間Ｂ内の湿度）が、外部容器５０６外の湿度よりも高くなったときに、湿度の低い外気を外部容器５０６内の空間Ｂに流れ込ませることで、吸湿剤５０２を再生させるためである。
【０１２１】
また、第３の実施の形態においては、上記したように、熱吸収部５１０を備える構成と外部容器５０６はされているため、外部容器５０６内の湿度は上がりやすい構造とされている。よって、第１の実施の形態（図６）や第２の実施の形態（図８）などと比較すると、センサー５０４とセンサー５０７との差は出やすいと考えられる。そのため、ステップＳ５１において、湿度（温度）の差が閾値以上になったと判断される回数が増え、こまめに吸湿剤５０２の再生が行われることになる。
【０１２２】
ステップＳ５１において、湿度の差が閾値以上になったと判断されるまで、ステップＳ５１の判断が繰り返される。そして、ステップＳ５１において、湿度の差が閾値以上になったと判断された場合、ステップＳ５２に処理が進められる。ステップＳ５２において、内側のシャッターを閉め、外側のシャッターが開けられる。内側のシャッターは、シャッター５０５であり、外側のシャッターは、シャッター５０８とシャッター５０９である。よって、シャッター５０５が開けられていた状態から閉じられ、シャッター５０８とシャッター５０９が閉められた状態から開けられる。
【０１２３】
シャッター５０８とシャッター５０９が開かれることで、外部容器５０６内（熱吸収部５１０）に、湿度の低い空気が流れ込み、熱吸収部５１０内にあった湿度の高い空気が、シャッター５０９から出て行くことになる。また、シャッター５０５が閉められている状態なので、直接的に外気が吸湿剤５０２に触れることがないため、吸湿剤５０２に埃が付着するといったようなことを防ぐことが可能となる。
【０１２４】
ステップＳ５３において、湿度の差が閾値以下になったか否かが判断される。湿度の低い外気が外部容器５０６内に流れ込むことで、熱吸収部５１０内の空気が入れ換えられ、熱吸収部５１０内の湿度が徐々に低下することになる。換言すれば、センサー５０４で測定される湿度が徐々に低下することになる。その結果、センサー５０７で測定される湿度との差分が、所定の値以下になった場合、空気の入れ換えが十分に行われたことになるため、シャッター５０８とシャッター５０９が閉じられる。
【０１２５】
このような制御を行うために、ステップＳ５３において、湿度の差が閾値以下になったか否かが判断され、閾値以下になったと判断されるまで、シャッター５０５が閉じられ、シャッター５０８とシャッター５０９が開かれた状態が維持される。そして、ステップＳ５３において、湿度の差が閾値以下になったと判断された場合、ステップＳ５４に処理が進められ、内側のシャッター（シャッター５０５）が開けられ、外側のシャッター（シャッター５０８とシャッター５０９）が閉じられる。
【０１２６】
シャッター５０５が開けられ、シャッター５０８が閉じられることで、吸湿剤５０２が設置されている空間Ｂ内に、熱吸収部５１０内の比較的乾いた空気が流れ込むことになる。また、その流れ込む空気は、太陽光により徐々に温められる。そのような空気に吸湿剤５０２が触れることで、吸湿剤５０２が捕らえている水分を放出すると、熱吸収部５１０内の湿度が上がることになる。熱吸収部５１０内の湿度が上がることで、ステップＳ５１において、湿度の差が閾値以上になったと判断されることになり、上記した処理が繰り返されることになる。
【０１２７】
このように、外部容器５０６の外側の湿度が、内側の湿度より低いときに、その低い湿度の空気を取り込み、取り込み後、吸湿剤５０２を再生させ、比較的乾いた空気を外から取り込むとき、埃などが入らないようにシャッター５０５、シャッター５０８、およびシャッター５０９の開閉が制御される。また、比較的高い温度の空気が、吸湿剤５０２に触れるようにし、効率良く吸湿剤５０２の再生が行われるように制御される。このようにシャッターが制御されることで、吸湿剤５０２が再生されるため、吸湿剤５０２の性能が劣化するようなことを防ぎ、光電変換素子５０１内に水分が侵入し、光電変換素子５０１が劣化してしまうようなことを防ぐことが可能となる。
【０１２８】
なお、ステップＳ５２とステップＳ５４において、シャッター５０５、シャッター５０８、およびシャッター５０９の開閉の制御が行われるが、同じタイミングで、これらのシャッターの開閉が行われるのではなく、異なるタイミングで行われるようにしても良い。例えば、シャッター５０５が閉められ、所定の時間が経過した後、シャッター５０８とシャッター５０９が開けられるように制御されるようにしても良い。このように、外部容器を２重構造とし、それぞれの外部容器にシャッターを設けることで、シャッターの開閉の制御を細かく行い、埃などが入らないようにした状態で、吸湿剤５０２の再生を行うことが可能となる。
【０１２９】
上記した第３の実施の形態においては、湿度を用いてシャッター５０５，５０８，５０９が制御されるようにしたが、温度が用いられて制御されるようにしても良い。例えば、温度の差から、シャッター５０５，５０８，５０９の開閉が制御されるようにしても良い。例えば、センサー５０４とセンサー５０７を温度センサーにし、センサー５０４とセンサー５０７のそれぞれ測定された温度の差が、吸湿剤５０２の再生を促すのに適した温度差になったときに、シャッター５０８，５０９を開け、吸湿剤５０２の再生を促すのに適していない温度差になったときに、シャッター５０８，５０９を閉めるといった制御が行われるようにしても良い。
【０１３０】
上記した第３の実施の形態においては、センサー５０４とセンサー５０７の２つのセンサーを備える構成としたが、センサー５０４だけを備える構成としても良い。センサー５０４は、熱吸収部５１０内の湿度や温度を測定できる位置に備えられるため、熱吸収部５１０の湿度または温度により、シャッター５０５，５０８，５０９が制御されるようにしても良い。例えば、センサー５０４で測定された湿度（温度）が所定の湿度（温度）以上になったときに、シャッター５０５が閉じられ、シャッター５０８，５０９が開けられ、センサー５０４で測定された湿度（温度）が所定の湿度（温度）以下になったときに、シャッター５０５が開けられ、シャッター５０８，５０９が閉められるといった制御が行われるようにしても良い。
【０１３１】
なお図１０に示した外部容器５０３には、シャッター５０５だけが設けられた構成とされているが、外部容器５０６と同じく、吸気用と排気用の２つのシャッターを備える構成としても良い。外部容器５０３が２つのシャッターを備える構成とした場合、一方のシャッターは吸気用と機能し、他方のシャッターは排気用として機能するため、効率良く吸湿剤５０２内の換気を行うことができ、吸湿剤５０２の再生を効率良く行うことが可能となる。
【０１３２】
また、上記したように、熱吸収部５１０の空気を温めることで、吸湿剤５０２が再生しやすいようにするために、効率良く熱吸収部５１０の空気を温められる方が良い。そこで、図１３に示すように、熱吸収部５１０の部分に対応する外部容器５０６の部分を黒くし、熱の吸収を促進できるような構成としても良い。また、このような外部容器の一部分を黒くすることは、第３の実施の形態に限らず，第１、第２の実施の形態においても適用できる。
【０１３３】
第１の実施の形態において、図６に示した外部容器３０３の光電変換素子３０１に対応する部分以外を黒くしても良い。この場合、吸湿剤３０２が配置されている部分に対応する外部容器３０３の部分が黒くなるため、吸湿剤３０２自体を温め、吸湿剤３０２の再生をより効率良く促すことが可能となる。
【０１３４】
第２の実施の形態においても同様に、図８に示した外部容器４０６の光電変換素子４０１に対応する部分以外を黒くしても良い。この場合、吸湿剤４０２が配置されている部分に対応する外部容器４０６の部分を含めて黒くしても良いし、外部容器４０３と外部容器４０６との間の空間（空間Ａ）の対応する外部容器４０６の部分を黒くしても良い。この場合も、吸湿剤４０２自体を温め、吸湿剤４０２の再生をより効率良く促すことが可能となる。
【０１３５】
また、第３の実施の形態において、図１３に示したように、熱吸収部５１０の部分に対応する外部容器５０６の部分のみを黒くしても良いし、光電変換素子５０１に対応する部分以外を黒くしても良い。
【０１３６】
また、第１乃至第３の実施の形態において、吸湿剤３０２，４０２，５０２自体を黒く着色しても良い。また、吸湿剤が敷き詰められた下側の面を黒くするようにしても良い。
【０１３７】
また、上記した外部容器で黒くするとした部分を、集光レンズにしても良い。集光レンズは、効率良く太陽光を集め、光電変換素子での発電効率を上げるために用いられることがあるが、そのような利用のときには、光電交換素子上に集光レンズが設けられる。しかしながら、本実施の形態においては、光電変換素子上だけでなく、吸湿剤３０２，４０２，５０２や熱吸収部５１０といった部分にも設けるようにする。換言すれば、外部容器３０３，４０６，５０６の太陽光が当たる面全体に、集光レンズが設けられるような構成としても良い。集光レンズにより、太陽光が集められることにより、より効率良く外部容器内の空気を温めることができ、吸湿剤の再生を促すことができるようになる。
【０１３８】
さらには、集光レンズと、外部容器の一部分を黒くするといった構成を組み合わせて用いることも可能である。
【０１３９】
本発明によれば、太陽光（自然エネルギー）を活用することで、ヒーターなどを用いなくとも、吸湿剤の再生を行うことが可能となる。よって、電力や製造コストなどを削減することが可能となる。また、吸湿剤を再生できることで、吸湿機能を維持させることができ、光電変換素子に水分が侵入することを防ぐことが可能となる。光電変換素子に水分が侵入することを防ぐことが可能となることで、光電変換素子の寿命を延ばすことが可能となる。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  光電変換素子，  １１  透明導電膜付ガラス，  １２  色素極，  １３  電解液，  １４  対極，  １５  透明導電膜付ガラス，  １００  光電変換素子，  １０１  吸湿多孔質膜，  ２００  光電変換素子，  ２０１  吸湿剤分散電解液,  ３０１   光電変換素子，  ３０２  吸湿剤，  ３０３  外部容器，  ３０４  センサー，  ３０５  センサー，  ３０６  シャッター，  ３２０  制御部，  ４０１  光電変換素子，  ４０２  吸湿剤，  ４０３  外部容器，  ４０４  センサー，  ４０５  シャッター，  ４０６  外部容器，  ４０７  センサー，  ４０８  シャッター，  ４２０  制御部，  ，５０１  光電変換素子，  ５０２  吸湿剤，  ５０３  外部容器，  ５０４  センサー，  ５０５  シャッター，  ５０６  外部容器，  ５０７  センサー，  ５０８  シャッター，  ５０９  シャッター，  ５１０  熱吸収部，  ５２０  制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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